Innovación en Bioingenieria

Innovaciones en bioingeniería: un enfoque multidisciplinar

La ingeniería biotecnológica, llamada ingeniería biológica o bioingeniería (incluyendo a la ingeniería de sistemas biológicos), es una disciplina que aplica conceptos y métodos físico-matemáticos para resolver problemas de las ciencias de la vida, utilizando las metodologías analíticas y sintéticas de la ingeniería.

Si fueras a reunirte con un líder mundial en innovación en materia de implantes quirúrgicos y prótesis, probablemente no se te habría ocurrido que terminarías hablando sobre cómo comenzó su carrera como biólogo marino. Sin embargo, eso sí sucedería, si la conversación se mantuviera con Gordon Blunn, inventor médico y profesor de ingeniería biomédica. Es también el motivo por el que considera que la clave para crear inventos médicos con éxito es el trabajo conjunto entre especialistas de diversas disciplinas.
“No tenía ninguna profesión en mente, pero me fascinaba la biología marina, así que eso fue lo que decidí estudiar”, afirma Blunn. “Para mi doctorado, estudié las formas de destruir la formación de biopelícula por parte de microorganismos del ambiente marino, y después hice un posdoctorado en el que estudié cómo el cobre evita la formación de biopelícula en tubos condensadores de aleaciones de cobre y níquel y de titanio”.

Una plétora de inventos biomédicos

Los inventos del Profesor Blunn y su equipo fueron diseñados para solucionar un gran número de problemas relativos a las prótesis, y representan una mezcla de inventos nuevos y de innovaciones incrementales. Entre los inventos destacan: implantes hechos a medida para pacientes con tumores óseos; una innovación relativa a la selección de biomateriales y superficies para mejorar la fijación al hueso de los implantes por cáncer de hueso; un método para agregar plata al recubrimiento de hidroxiapatita de los implantes para evitar el crecimiento de una bacteria común que afecta los implantes (5, 6); y un implante que crece para tratar a los niños que padecen cáncer de hueso.

Gracias a este último ejemplo de tecnología médica, el equipo recibió un prestigioso premio a la innovación, que se ha traducido en que cientos de jóvenes puedan disfrutar de su infancia sin tener que someterse a múltiples operaciones. “Desarrollamos una prótesis no invasiva (1, 2), en la que un campo magnético externo induce la rotación de imanes dentro de la prótesis, "conduciendo" de este modo un pequeño engranaje que extiende el implante siguiendo el ritmo de crecimiento del paciente”, explica Blunn. Los pacientes únicamente deben someterse a una intervención para colocar la prótesis, con lo que se reduce la probabilidad de infección, y cada "extensión" se realiza de forma no invasiva en un centro de tratamiento ambulatorio.

Otra innovación importante desarrollada por Blunn y su equipo son las prótesis intraóseas transcutáneas, conocidas como ITAP por sus siglas en inglés. Las personas que han sido sometidas a amputaciones con frecuencia experimentan problemas con las prótesis, que no encajan a la perfección con el muñón de las extremidades afectadas, provocando dolor e infecciones o incluso necrosis tisular. En las ITAP, un extremo del implante de aleación de titanio inerte se inserta directamente y se fija bien en el hueso, mientras que el otro extremo sobresale a través de la piel y se sujeta firmemente a la prótesis. En la interfaz piel-implante se forma una barrera impermeable, lo cual evita que patógenos del componente externo entren en el organismo y provoquen infección.

Equipos multidisciplinares: el futuro de la innovación médica

¿Cómo se explica que un hombre logre un éxito tan notorio con la creación de inventos médicos? “El entorno y la gente con la que trabajo son fundamentales”, afirma Blunn. “El Profesor Scales, que era médico y además un excelente innovador médico, fomentó este entorno de innovación en el IOMS. Era un inventor arquetípico que inventó las tiritas y los apósitos para las áreas operadas. El especialista en bioingeniería Prof. Peter Walker, quien sucedió a Scales, fue también un innovador excepcional. Tenía una visión muy comercial, y es uno de los más destacados inventores de prótesis articulares/de rodilla a nivel mundial. Tanto Scales como Walker fueron fuentes de inspiración para mí, ambos me enseñaron muchísimo”. El propio Blunn tiene algunos consejos importantes para los inventores incipientes: “En primer lugar, debéis aseguraros de que vuestro invento será utilizado; no inventéis simplemente por inventar. En segundo lugar, debéis aseguraros de poder obtener financiación para desarrollar el invento, y en tercer lugar, no olvidéis la parte comercial, pero no vendáis vuestro invento por un precio inferior al que le corresponde”.

Además de ser una fuente de inspiración, Blunn considera que el ambiente del IOMS es fundamental para generar ideas sobre inventos médicos, porque allí convergen muchas disciplinas y se trabaja en equipo para solucionar los problemas médicos. Dentro del departamento, en UCL y en otras universidades, trabaja con cirujanos plásticos y ortopédicos, ingenieros mecánicos y eléctricos, así como con especialistas en biomateriales. Y las ideas para sus inventos generalmente nacen de conversaciones con profesionales especialistas en áreas que son ajenas a su experiencia y conocimiento. “Tanto el IOMS como el Centro de Ingeniería Biomédica, que también dirijo, se sitúan dentro del Royal National Orthopaedic Hospital”, aclara Blunn. “Trabajo en estrecha colaboración con cirujanos ortopédicos que me informan de los problemas que ellos o sus pacientes experimentan, y me preguntan si puedo ayudarles a resolverlos. Junto con las ideas que obtengo de las publicaciones, ellos son mi principal fuente de ideas, porque tratan directamente con pacientes”.

Y como los problemas siguen apareciendo, Blunn continúa encontrando nuevos expertos con quienes trabajar; sus colaboradores más recientes son especialistas en células madre, quienes están colaborando con él en su proyecto para mejorar la formación de hueso utilizando células madre. “Los equipos multidisciplinares son el futuro de la innovación”, sostiene Blunn. “Es fundamental que trabajemos juntos, porque tú solo no puedes identificar los problemas ni dispones de la tecnología ni de los conocimientos para resolverlos”