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Ingeniería y los biomateriales

Para lograr un impacto en la sociedad, además del conocimiento, hay que generar productos, dispositivos y tecnología.

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La espectrometría de masas ayuda a visualizar La Prensa La espectrometría de masas ayuda a visualizar La Prensa

La espectrometría de masas ayuda a visualizar La Prensa Foto por: Luis García

Fotos ilustrativas de un implante dental. MCT Direct Fotos ilustrativas de un implante dental. MCT Direct

Fotos ilustrativas de un implante dental. MCT Direct

Uno de los proyectos del Dr. Rolando Gittens se enfoca en biomateriales y células madre para regenerar el cerebro. La espectrometría de masas ayuda a visualizar y entender las proteínas en cada zona de este órgano. Uno de los proyectos del Dr. Rolando Gittens se enfoca en biomateriales y células madre para regenerar el cerebro. La espectrometría de masas ayuda a visualizar y entender las proteínas en cada zona de este órgano.

Uno de los proyectos del Dr. Rolando Gittens se enfoca en biomateriales y células madre para regenerar el cerebro. La espectrometría de masas ayuda a visualizar y entender las proteínas en cada zona de este órgano. Foto por: Luis García

¿Qué tiene que ver un ingeniero con los dientes, la osteoporosis o las enfermedades cerebrovasculares? En el caso de Rolando Gittens, mucho.

Panameño, egresado de la carrera de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad Tecnológica de Panamá, con una maestría en Ciencias de los Materiales y un doctorado en Bioingeniería del Georgia Institute of Technology, Gittens llegó al Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología (Indicasat), en la Ciudad del Saber, para instalar unos equipos de espectrometría de masas.

Estos aparatos sofisticados realizan análisis químicos extremadamente sensitivos y de alta resolución, identifican compuestos y se emplean en muchas investigaciones. Fue así que comenzó a colaborar con científicos como José Loaiza en el tema de vectores, con Amador Goodridge en estudios sobre la tuberculosis; y con Carmenza Spadafora, en busca de nuevas tecnologías y terapias contra la malaria, por mencionar algunos.

Pero su enfoque principal son los biomateriales, los cuales son diseñados para cumplir una función específica en el cuerpo, como los lentes de contacto o los implantes de todo tipo.

Desde hace más de siete años Gittens ha trabajado con implantes de titanio para aplicaciones del hueso. Esto incluye implantes dentales y ortopédicos, como los de reemplazo de cadera o de espina dorsal.

Valiéndose de la tecnología, busca cómo modificar el material para mejorar sus interacciones con el cuerpo humano para que sea más efectivo o dure más tiempo. Incluso desarrolló dos patentes en conjunto con Georgia Tech sobre modificaciones nanoestructurales del titanio.

Cuando los implantes dentales se introdujeron al mercado, se aplicaban a pacientes relativamente jóvenes, pero las tasas de éxito no eran muy altas, describe. A medida que se ha estudiado más sobre la superficie de los implantes, se ha comprendido que es posible modificar las propiedades del material usado para mejorar su interacción con el organismo, explica.

Pero hay que seguir investigando para que todos los pacientes, incluso aquellos con complicaciones por la edad, enfermos de cáncer o con VIH/sida, puedan tener implantes con mayor éxito.

“Estamos haciendo evaluaciones para entender a una escala menor, qué aspectos de esas nanomodificaciones hacen que las células produzcan más proteínas para facilitar el crecimiento óseo. Sabiendo eso, podemos diseñar una superficie ideal. Trabajamos en colaboración con investigadores de Estados Unidos sobre cómo ocurren los procesos de absorción de proteínas de muestras de titanio, y cómo afecta la respuesta de células madre en la superficie de las muestras”.

Por ahora, señala Gittens, ha tenido acercamientos con ortopedas. “Queremos usar las tecnologías de modificar superficies para desarrollar terapias contra la osteoporosis. Estas nanomodificaciones pueden ayudar a que las células del hueso generen factores importantes para la formación de nuevo hueso. Sería una innovación interesante, estamos tratando de llevar un proyecto a la Senacyt para eso”.

TEJIDO ANIMAL Y CÉLULAS MADRE

Para Gittens, las células madre son solo la mitad de la historia en la medicina regenerativa y los trasplantes de órganos. La otra son los biomateriales, pues son los vehículos mediante los cuales se llevarán esas células madre al cuerpo. Además, considera que la impresión 3D es el futuro de la producción de distintos materiales, no solo biomédicos.

Una meta del bioingeniero es crear materiales basados en tejido animal, de cerdo o vaca, que sirvan para estimular procesos regenerativos en las personas, por ejemplo, para aumentar el volumen del hueso en un paciente que necesita una restauración dental, para tratar quemaduras en la piel y mejorar la cicatrización.

Un nuevo proyecto, financiado con 80 mil libras esterlinas (unos 123 mil 571 dólares) por la Embajada de Inglaterra, consiste en desarrollar biomateriales con tejido de cerebro porcino que, en combinación con células madre, pueda ayudar a regenerar el cerebro, especialmente en casos de problemas asociados a isquemia o falta de oxígeno, la cual causa muerte neuronal.

“Tenemos la colaboración de un matadero local para conseguir tejido cerebral porcino. Lo estamos procesando en el laboratorio, y ya tenemos cierto protocolo para generar este material. Estamos en la fase de caracterización para asegurarnos de que tenemos pleno conocimiento de sus propiedades, para entonces llevarlo a estudios con células madre”.

Para marzo de 2016, cuando finaliza este proyecto, no tendrán todos los resultados deseados, pero sí los insumos necesarios para la fase inicial. “Estamos formando un grupo de trabajo de cuatro investigadores en Indicasat, dos colaboradores de Inglaterra, y el doctor Miguel Pérez Pinzón, panameño y director de enfermedades cerebrovasculares de la Universidad de Miami”.

Pero estos desarrollos conllevan un arduo trabajo antes de aplicarlos en estudios clínicos. Hay que caracterizar el material, hacer estudios in vitro y con modelo animal, para probar que no cause una reacción inmunológica adversa y que el material hace lo que se sugiere.

El bioingeniero concluye que para que el trabajo de los investigadores tenga el impacto que se espera en la sociedad, además de generar el conocimiento y contar con el apoyo financiero, hay que crear productos, dispositivos, tecnología.

“Los ingenieros tenemos las herramientas para aplicar la investigación básica. Hay muchos espacios para colaborar con biólogos, químicos, etc., en diferentes líneas de investigación para crear nuevas tecnologías que pudieran llegar al mercado”.

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