La bioinspiración, también conocida como biomimética en dispositivos médicos, permite avanzar tecnológica y humanamente en los productos del sector. Las ideas de la naturaleza son puestas en marcha para desarrollar mejores sistemas y crear diseños naturales en productos y tecnologías pensados para humanos.
Los ingenieros biomédicos a menudo recurren a la naturaleza en busca de inspiración, un método conocido como biomimetismo. La biomimética es la tecnología que imita a la naturaleza. En 1957 Otto Schmitt definió el concepto de biomimética como: “El estudio de la formación, estructura o función de sustancias, materiales, mecanismos y procesos biológicos producidos biológicamente, especialmente con el fin de sintetizar productos similares mediante mecanismos artificiales que imitan a los naturales”.
Uno de los primeros registros que se tienen dónde se ejemplifica el uso de modelos de la naturaleza para resolver un problema es el libro “Código de vuelo de las Aves” de Leonardo Da Vinci donde plasmó sus observaciones acerca de la anatomía de los pájaros y que posteriormente le sirvió de inspiración para algunas de sus invenciones.
De manera similar, los instrumentos quirúrgicos, prótesis y otros dispositivos médicos, han sido inspirados por la naturaleza. Los dispositivos médicos se diseñan para imitar funciones de órganos o tejidos originales, con el fin de otorgar a los pacientes una recuperación pronta o tratamientos más efectivos.
Por ejemplo, muchos equipos e instrumentos quirúrgicos están hechos con la tecnología antibacteriana de Sharklet Technologies, que utiliza biomimetismo para replicar las propiedades resistentes a la bacteria de la piel de un tiburón.
En el caso de las prótesis, los equipos bioinspirados, son diseñados para igualar movimientos, replicando la anatomía natural de músculos, huesos y tendones. Recientemente, se han desarrollado varios dispositivos de asistencia en un intento por restaurar las funciones de extremidades en pacientes con discapacidad neurológica. Actualmente y gracias a los avances tecnológicos, se incorpora la capacidad de “sentir”, utilizando tecnología de materiales suaves y ergonómicos, superando, en algunos casos, las capacidades naturales humanas.
El rendimiento general de los dispositivos biomédicos está dictado por la interacción entre las superficies materiales y el medio ambiente biológico. Las interfaces regulan aspectos importantes a nivel biológico y fisicoquímico, y pueden ser controladas utilizando principios bioinspirados mediante la modificación de la naturaleza química del biomaterial, por exposición de señales bioquímicas, o por el diseño de características físicas/topológicas especiales.
Los esfuerzos recientes han permitido desarrollos notables en el diseño de interfaces, no solo para mejorar el rendimiento de implantes convencionales, sino también para fabricar dispositivos biomédicos más avanzados, como estructuras híbridas o biomateriales para medicina regenerativa, sistemas de administración inteligentes y biosensores.
Debido a las grandes ventajas que la biomimética ofrece para solucionar problemas médicos, ambientales, energéticos y sociales, los países desarrollados están invirtiendo activamente en investigación para construir las bases para la innovación y el desarrollo futuros en este campo.
Por: Dalia Solano.
Fuentes:
Advanced healthcare materials.
Biomimetic interfaces in biomedical devices.
Medical device and diagnostic industry.
Biomimicry: How nature is inspiring better medical devices for the future.
