¿Cómo la bioingeniería y la nanotecnología ha cambiado al mundo?

FABIÁN SÁNCHEZ 

Director del Centro de Posgrados 

Facultad de Ingeniería y Ciencias Básicas

Universidad Central

COLUMNISTA INVITADO

Estas dos disciplinas del conocimiento son las de más rápido crecimiento en los últimos 30 años, principalmente, por su propósito común de impulsar el conocimiento y los procesos de investigación que han contribuido al mejoramiento de la calidad de vida. La investigación, la infraestructura y la educación son factores que contribuyen a la convergencia de estas disciplinas. Además, ellas engloban un amplio rango de disciplinas como la física, la química, la biología y las matemáticas.

El estudio de los sistemas biológicos por parte de la ingeniería fue establecido desde hace más de cuatro décadas, sin embargo, el advenimiento de la nanotecnología abrió una nueva ventana a la ingeniería. Conceptos emergentes de la nanotecnología cambiaron y mejoraron las técnicas de la bioingeniería dando origen al estudio de los nanobiosistemas. Esta área es esencial para para una mejor comprensión de sistemas vivos y para el desarrollo de nuevas herramientas para el cuidado de la salud y el ambiente.

Durante la década de los 70, la bioingeniería se reconoció como la aplicación de las ciencias de la vida, las ciencias físicas, la matemática y los principios de la ingeniería, para resolver problemas en biología, medicina, cuidado de la salud y otros campos. Sin embargo, instituciones como el MIT (Massachusetts Institute of Technology) o la Universidad de California, la definen actualmente como La aplicación de los principios de la ingeniería a los sistemas biológicos.

Son numerosos los ejemplos del impacto que la convergencia científico-tecnológica ha logrado desde hace poco más de una década en nuestra sociedad. Dentro de los más destacados pueden mencionarse:

– Los avances en el campo de las neuro-prótesis, mediante las cuales, un paciente con tetraplejia puede mover a voluntad un brazo robótico, gracias a una serie de microelectrodos conectados directamente a la corteza motora, como parte de una interface cerebro-máquina.

– El desarrollo de nanobiosensores que pueden ser empleados para identificar agentes patógenos de difícil diagnóstico en humanos ó para la identificación de toxinas, pesticidas, antibióticos y diversos contaminantes en alimentos, donde las estructuras biológicas sensibles al agente a detectar son interconectadas con los arreglos no biológicos, mediante los cuales se puede cuantificar los niveles presentes en una muestra;

– El diseño de estructuras a nanoescala que facilitan la adhesión celular, así como la proliferación celular para la regeneración celular y para la Ingeniería de tejidos y el uso de sistemas operados remotamente para el desarrollo de cirugías, bien sea para dar el tratamiento requerido por un paciente que se encuentra distante del especialista, bien para la planeación de cirugías con alto riesgo o incluso para el entrenamiento del personal médico, en los cuales un robot desarrolla actividades de alta precisión directamente sobre un paciente.

A futuro, con la bioingeniería y la nanotecnología, podremos ver diversos desarrollos como la recuperación de agua usando procesos biológicos y fisicoquímicos más eficientes, como también tratamientos a partir de materiales a nanoescala que tienen un significativo interés por su capacidad para biorremediar de manera no tóxica, abundante y menos costosa.

Así mismo, la automatización de los sistemas de producción agropecuarios y el desarrollo de nanosensores, serán un camino lógico hacia el aumento de su eficiencia, reduciendo así el gasto innecesario de tiempo y recursos naturales y, por ende, el impacto económico.

Igualmente, podremos diseñar tecnologías para diagnóstico y tratamiento de fito y zoopatologías, monitoreo y regulación de condiciones físicas, químicas y biológicas ambientales, automatización de procesos agrícolas, automatización de procesos en zootecnia, monitoreo a distancia de condiciones de cultivos y de animales, diseño de instrumentos y materiales para reparación de suelos y para la remediación de ecosistemas

Además, podremos mejorar la eficiencia en los sistemas de salud, implementando nuevos esquemas de informática médica y salud digital, mejorando los procesos de adquisición y análisis de imágenes y muestras, diseñando modelos fisiológicos más precisos, desarrollando tecnologías asistenciales y accesibles y, entre otras cosas, apoyando activamente las investigaciones alrededor del deterioro físico y cognitivo, no solo en los aspectos relacionados con la anatomía y la funcionalidad del cuerpo humano, sino también con aquellos vinculados a la psicología social de un colectivo humano que buscará la mayor longevidad posible, con la mejor calidad de vida posible.