Gustavo Guinea Tortuero, doctor en ingeniería de Caminos, Canales y Puertos, y catedrático de la Universidad Politécnica de Madrid, donde imparte docencia y dirige el Centro de Tecnología Biomédica
El Centro de Tecnología Biomédica (CTB), que usted dirige, es un centro de investigación y tecnología de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) que reúne a investigadores de diferentes disciplinas sobre las tecnologías biomédicas, en colaboración con otras instituciones externas. ¿Hacia dónde se dirigen las investigaciones en bioingeniería?
La bioingeniería resuelve problemas médicos mediante el uso de tecnologías avanzadas de materiales, dispositivos y algoritmos. Se trata de desarrollar nuevas herramientas –de diagnóstico, de pronóstico, para terapia, para seguimiento y rehabilitación– más potentes y precisas para ayudar a los profesionales en cada patología y situación, complementando la aproximación tradicional basada en la utilización de fármacos y cirugía.
Por este motivo, los trabajos que se realizan en bioingeniería son enormemente multidisciplinares, puesto que deben integrar necesariamente la medicina, la biología, la física, la química y la ingeniería. Por otra parte la multidisciplinariedad abre nuevos campos de estudio –hasta ahora inabordables– como por ejemplo la interconexión entre el organismo y dispositivos electrónicos, o la aplicación de la inteligencia artificial al diagnóstico personalizado.
¿Cómo facilitar el desarrollo de la tecnología biomédica para ser que llegue a la industria?
La transferencia con empresas se suele realizar a dos niveles. Por un lado, hay empresas pequeñas, generalmente tecnológicas y muy cerca del tejido científico que asumen el riesgo de desarrollar nuevas tecnologías y verificar su aplicación en modelos no humanos (que llamamos preclínicos). En un segundo paso, otras empresas con gran capacidad económica abordan el salto de estas tecnologías a los seres humanos, en ensayos clínicos que suelen ser muy costosos en tiempo y dinero. Por ejemplo, la introducción de un nuevo fármaco lleva asociado un coste cercano a 1000 millones de euros, con lo que el número de empresas que puede llevar un producto así al mercado es muy reducido.
Para aumentar la transferencia al sector industrial, las Administraciones suelen apoyar en mayor o menor medida las inversiones iniciales de las pequeñas empresas, que suelen ser de muy alto riesgo. El mecanismo más evidente es el de la financiación directa, pero hay otros muy eficaces como el de crear las condiciones adecuadas para atraer capital privado, mediante ventajas fiscales, o generando un ecosistema que facilite el encuentro entre “inversores” e “inventores”.
Coordinó la implantación, por primera vez en España, de la Titulación Superior de Ingeniero de Materiales en la Universidad Politécnica de Madrid. ¿Que es la ingeniería de materiales?
Sí, en los años 90 tuve la fortuna de colaborar con el profesor Manuel Elices en la implantación de una nueva carrera de ingeniería, la Ingeniería de Materiales, que se unió a las ya tradicionales de Caminos, Aeronáuticos, Industriales Telecomunicaciones etc. La ingeniería de Materiales es una carrera muy transversal, que abarca todos los materiales utilizados en ingeniería, aportando el conocimiento y la tecnología necesarios para crear materiales que satisfagan unos requerimientos concretos para su aplicación. La Ingeniería de Materiales estudia la composición, la estructura y el procesamiento de los materiales con el fin de alcanzar unas propiedades determinadas. También contempla, una vez utilizados, las condiciones de reciclaje de los materiales.
¿Qué son los nuevos materiales?
Partiendo de la idea anterior, los nuevos materiales se generan para resolver problemas tecnológicos pendientes. Por enlazar con las cuestiones sobre Bioingeniería que se han planteado antes, el desarrollo de nuevos biomateriales permite ofrecer nuevas terapias basadas en la interacción espacio-temporal con el organismo, en las que el biomaterial "conversa" –diríamos– con las células y tejidos huésped para conseguir un proceso regenerativo que imite al tejido u órgano original, dañado o ausente. En otros casos lo que se busca es la aparición de nuevas propiedades o la combinación de propiedades que antes no estaban presentes en el material, como por ejemplo la fabricación de fibras que sean a la vez resistentes, ligeras, tenaces y flexibles.
Si se producen y se utilizan en España estos nuevos materiales, ¿hay futuro en España para los materiales del futuro?
En nuestro caso, el eslabón más débil no es la ciencia o la tecnología, sino la traslación al mercado
El campo de los materiales es uno de los que más impacto tienen a la hora de configurar nuestro futuro, como demuestra la Historia, que ha separado las diferentes épocas por su material característico (piedra, bronce, hierro...).
Y en España se investiga e innova mucho más de lo que parece, pues hay que tener en cuenta que muchos avances no están necesariamente asociados con la disponibilidad de materias primas valiosas o raras, sino fundamentalmente en desarrollar y disponer de las tecnologías punteras adecuadas para manipular a diferentes escalas la composición y estructura de los materiales, desde lo micro a lo macro. En nuestro caso, el eslabón más débil no es la ciencia o la tecnología, sino la traslación al mercado.
¿En qué punto se encuentra la investigación de estos materiales en nuestro país?
En el plano científico-tecnológico, España cuenta con grupos de primerísimo nivel. Otra cosa es la innovación y emprendimiento, como decía ligada a una eficaz transferencia entre la investigación básica, aplicada y el desarrollo industrial. Esto es especialmente evidente en el sector biomédico, que añade la complejidad de las pruebas preclínicas y clínicas. Con más inversión en estos segundos escalones iríamos más rápido.
¿De qué manera contribuye su investigación a afrontar los desafíos de la sociedad?
En mi grupo de investigación estamos desarrollando nuevos biomateriales inteligentes para el tratamiento de patologías complejas del sistema nervioso como el ictus y las enfermedades degenerativas. Desarrollamos biomateriales basados en proteínas naturales, como la seda, a los que modificamos su estructura y superficie para mejorar la comunicación con el tejido circundante y regenerar más rápido y mejor la zona deteriorada.
¿Qué retos se plantea en un futuro con su investigación?
Un desafío que ya estamos enfrentando es el desarrollo de un sistema de guiado para los axones de las neuronas que permita recuperar la conexión nerviosa entre diferentes zonas, tanto para estructuras lineales como nervios aislados como para estructuras complejas como los plexos nerviosos 2D (el urogenital, por ejemplo) y estructuras cerebrales 3D.
En otra línea, también abordamos el desarrollo de tendones y ligamentos artificiales basados en seda que permitan evitar recurrir al autoinjerto o el uso de material cadavérico, que es el actual “gold standard”.
Explíquenos su caso de éxito.
El grueso de nuestro trabajo científico se encuentra en los biomateriales derivados de las sedas, utilizados como andamios para ingeniería de tejidos. Una vez demostradas sus cualidades regenerativas, estamos mejorando la emisión de factores químicos al entorno, controlando su espectro espacio-temporal. Los ensayos en diferentes formatos, mallas de nano/microfibras, películas delgadas y geles, han demostrado el potencial regenerador sobre el sistema nervioso de estas tecnologías. En este momento estamos entrando en la fase de ensayos clínicos.
¿Cómo avanza Madrid cuando avanza la ciencia en Madrid?
La historia demuestra que las regiones más prósperas del mundo son las que tienen la población mejor formada, siempre que se cuente, claro está, con un nivel de recursos por encima de cierto umbral. Los lugares donde se producen los desarrollos científicos son polos de atracción de talento, de personas capaces de liderar el progreso tecnológico y económico de toda la sociedad.
Por ello, invertir en ciencia y tecnología, a todos los niveles, desde la educación y la investigación a la innovación y el emprendimiento, asegura el progreso futuro de nuestra comunidad en un entorno tan dinámico y variable como el que nos ha tocado vivir en este comienzo del siglo XXI.
¿Alguna cuestión que quiera añadir?
Tan solo agradecer su atención y decir que el CTB tiene sus puertas abiertas a todo aquél (estudiante, investigador, profesional, paciente, empresario etc.) que lo quiera conocer.
