La ciencia está alcanzando a la ciencia ficción. El año pasado, un hombre paralítico volvió a caminar tras un tratamiento celular que cerró una brecha en su médula espinal. Decenas de personas han recibido ojos biónicos implantados, y también podría ser posible mejorarlos para ver en el infrarrojo o el ultravioleta. Las personas amputadas pueden controlar un implante de miembro biónico únicamente con el pensamiento.
Mientras tanto, estamos bien encaminados hacia imprimir partes del cuerpo.
Estamos siendo testigos de una transformación del panorama clínico impulsada por las herramientas de la tecnología. Esta transición está dando lugar a una nueva generación de ingenieros, formados para tender puentes entre la ingeniería, por un lado, y la biología, por otro.
Entra en escena el «biofabricador». Se trata de una función que combina competencias técnicas en materiales, mecatrónica y biología con las ciencias clínicas.
Carrera profesional del siglo XXI
Si necesita una nueva parte del cuerpo, le corresponde al biofabricador construirla para usted. Los conceptos son nuevos, la tecnología es revolucionaria. ¿Y la descripción del puesto? Todavía se está redactando.
Es una vocación que, sin embargo, ya está despegando en Estados Unidos. En 2012, Forbes situó la ingeniería biomédica (equivalente a biofabricador) en primer lugar de su lista de las 15 carreras universitarias más valiosas. Al año siguiente, CNN y payscale.com lo calificaron como «el mejor empleo de Estados Unidos».
Estas conclusiones se basaron en factores como el salario, la satisfacción laboral y las perspectivas de empleo, mientras que la Oficina de Estadísticas Laborales de Estados Unidos prevé un crecimiento masivo del número de empleos en ingeniería biomédica en los próximos diez años.
Mientras tanto, Australia abre su propio camino. Como cuna del implante coclear multicanal, Australia ya goza de una reputación mundial en implantes biomédicos. Los recientes avances clínicos con un talón y una mandíbula de titanio implantados refuerzan la posición de Australia como líder en el campo.
He contribuido recientemente a poner en marcha los primeros programas de máster en biofabricación, con el objetivo de dotar a la próxima generación de biofabricadores de la amplia variedad de competencias necesarias para imprimir en 3D partes del cuerpo.
Estas competencias van más allá de lo técnico; el puesto también exige la capacidad de comunicarse con los reguladores y de trabajar junto a los clínicos. La industria emergente está poniendo a prueba los modelos de negocio existentes.
La vida como biofabricador
En el día a día, el biofabricador es un engranaje vital de la maquinaria de investigación. Colabora con los clínicos para crear soluciones a las necesidades clínicas, y con biólogos e ingenieros de materiales y mecatrónica para hacerlas realidad.
Los biofabricadores son, por naturaleza, versátiles. Son capaces de hablar de necesidades clínicas de madrugada, de física de dispositivos con un ingeniero eléctrico por la mañana, de diferenciación de células madre con un biólogo por la tarde y con un posible financiador por la noche. Sin mencionar que deben estar atentos a las cuestiones regulatorias y a su compromiso social.
Nuestra investigación en el ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science (ACES) solo es posible gracias al trabajo de un talentoso equipo de biofabricadores. Contribuyen al desarrollo de los conductos que estamos construyendo para regenerar nervios seccionados, del implante eléctrico diseñado para detectar una crisis epiléptica inminente y detenerla antes de que se produzca, y de los implantes de cartílago y hueso impresos en 3D, fabricados para encajar a la perfección en el lugar de la lesión.
A medida que la red interdisciplinar toma forma, vemos más aplicaciones cada semana. Los investigadores apenas han arañado la superficie de lo que es posible con los sensores portátiles o implantados que vigilan las constantes vitales de un paciente ambulatorio y las transmiten al médico.
Mientras tanto, la tecnología de células madre avanza con rapidez. Para desarrollar células hasta convertirlas en tejidos y órganos será necesario disponerlas previamente en entornos tridimensionales adecuados y en biorreactores diseñados a medida que imiten el entorno dinámico del interior del cuerpo.
Imagine la posibilidad de organizar células madre en 3D, rodeadas de otras células de soporte y con factores de crecimiento distribuidos con una precisión exquisita por toda la estructura, y de estudiar sistemáticamente el efecto de esas disposiciones en los procesos biológicos. Pues bien, ya es posible hacerlo.
Quienes dominen la bioimpresión 3D harán posibles estas exploraciones fundamentales.
Visiones de futuro
Además de la investigación académica, los biofabricadores también serán inestimables para las empresas de dispositivos médicos a la hora de diseñar nuevos productos y tratamientos. Los ingenieros con espíritu emprendedor querrán crear sus propias empresas derivadas. El modelo de negocio de la fabricación tradicional no bastará.
A medida que la impresión 3D evoluciona, resulta evidente que necesitaremos sistemas de impresión específicos para determinadas aplicaciones clínicas. La impresora del quirófano destinada a la regeneración de cartílago se diseñará específicamente para la tarea en cuestión, con solo las variables críticas integradas en una máquina robusta y fiable.
Las personas con la formación adecuada también encontrarán empleo en el sector público, idealmente en organismos reguladores o en iniciativas de participación comunitaria.
Para el empleo del mañana, debemos formarnos hoy, y están surgiendo nuevas oportunidades en biofab-masters-degree. Debemos atravesar las fronteras académicas tradicionales que frenan estos avances. Debemos entablar diálogo con la comunidad de fabricantes tradicionales, cuyas competencias pueden servir de base a las industrias de la próxima generación.
Australia también está bien posicionada para aprovechar estas industrias emergentes. Cuenta con un sector manufacturero tradicional que atraviesa una fase de transformación, una amplia base de conocimientos en materiales avanzados acumulada durante décadas, una dinámica base de competencias en fabricación aditiva y un creciente entorno de modelos de negocio alternativos.
Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Puede leer el artículo original. La publicación no implica el respaldo de las opiniones por parte del Foro Económico Mundial.
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Autor: Gordon Wallace es director ejecutivo del ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science y director del Intelligent Polymer Research Institute de la Universidad de Wollongong.
Imagen: El profesor Hugh Herr, que dirige el grupo de investigación en biomecatrónica del MIT Media Lab, posa entre maniquíes que exhiben diversas prótesis biónicas desarrolladas por su laboratorio. REUTERS/Brian Snyder.
