viernes, 7 de diciembre de 2012

El mercado de los biosensores

                En esta ocasión, para celebrar estas 10 primeras entradas en tlk-sos.blogspot.com, ¡¡vamos con una de biosensores, que es lo mío!! :D

Una definición poco formal de biosensor podría ser: “detector de sustancias biológicas en base a bioreceptores”. En el caso de la biomedicina, las sustancias a detectar suelen ser proteínas, contaminantes orgánicos, ADN y patógenos, entre otros; mientras que los bioreceptores pueden ser anticuerpos, enzimas o cadenas de ADN, principalmente.

                Los biosensores cuentan con un sinfín de ventajas. Destacan por su elevada sensibilidad y selectividad, ya que están compuestos de sustancias que ya de por sí, en la naturaleza, son específicas y selectivas, como es el caso de los anticuerpos o las enzimas, que he comentado anteriormente. Además, se puede miniaturizar el detector, ya que la reacción biológica se produce independientemente del tamaño del mismo. Esto redunda, además, en una drástica reducción del coste de fabricación (y de venta) de los equipos.

Uno de los aspectos más críticos a tener en cuenta sobre las variables biológicas es que están tan controladas por el cuerpo que cualquier mínima variación se considera fallo. Por poner un ejemplo, el pH normal de la sangre es 7,4. Por encima de este valor, pongamos 7,45, hay peligro de alcalosis. Pero por debajo de 7,35 hay riesgo de acidosis. Es decir, que los electrolitos que hay en la sangre se ven descompensados, con lo que comienzan los problemas de salud. Por ello, un biosensor debe ser capaz de distinguir sustancias cuyas cantidades varían muy poco entre sí y, a ser posible, en tiempo real, para conseguir dar una respuesta adecuada a lo que le está ocurriendo al paciente. Además, adecuadamente tratados, es posible que puedan servir como monitorización in situ y de forma continua con, incluso, reversibilidad en las mediciones, lo que les dará la posibilidad de ser reutilizados. Y por si no os habéis dado cuenta aún, reutilizar sensores equivale a no gastar tanto en repuestos o en nuevas adquisiciones J.

                Todo biosensor se compone de tres partes bien diferenciadas, en función de las cuales pueden ser clasificados (Fig. 1a). En primer lugar, tenemos la fase externa o de “reconocimiento biológico”, es decir, los bioreceptores. En este caso, según cuál sea el bioreceptor, los sensores pueden clasificarse como enzimáticos, inmunológicos, celulares/tisulares y basados en ADN o en microorganismos.

                Por otro lado, según su fase interna o transductora, los sensores pueden clasificarse como electroquímicos, piezoeléctricos, térmicos, mecánicos u ópticos. Esta distinción se puede realizar, dado que el paso del mundo biológico al eléctrico depende del tipo de fenómeno empleado para pasar la información de un mundo al otro. En la actualidad, un alto porcentaje de los biosensores se basa en la frecuencia de vibración de micropalancas (microcantilevers), cambios de temperatura en termistores, medición de corrientes entre electrodos o en transistores. Pero también hay una fuerte demanda de sensores ópticos basados en fibra óptica, con la que se pueden medir fenómenos como el campo evanescente, la fluorescencia o la interferometría, entre otras. Y concretamente, tal y como están yendo las cosas, la variante óptica presenta un atractivo bastante grande, ya que la fibra óptica posee propiedades bastante interesantes a la hora de introducirla en el cuerpo humano o fluidos corporales y trabajar con ella. Algo de esto estoy yo empleando en mi tesis para conseguir mis biosensores. A ver si lo consigo :D

                Finalmente, para conseguir que la parte biológica se fije a la transductora, se encuentra la interfase de inmovilización, que constituye el paso más importante y el más complicado a la hora de fabricar este tipo de sensores. La fijación de los componentes biológicos a los transductores debe realizarse de una forma lo más parecida posible a la que se encontraría en una situación natural, ya que sólo así se conseguirá una mayor efectividad en los bioreceptores, evitando su degradación y el consecuente mal funcionamiento del dispositivo. Para este fin, existen varias técnicas de fijación, que no vienen al caso, pero que se hacen con el objetivo de depositar los bioreceptores de forma orientada, estable y de manera que se consiga depositar homogéneamente en toda la superficie del sensor. Orientada, porque hay bioreceptores, como los anticuerpos (Y), que sólo usan la parte superior de la Y para detectar los antígenos. Por tanto, se trataría de colocarlos de manera que estuvieran con las partes funcionales disponibles. La unión tiene que ser estable, porque por lo menos hay que conseguir que no se deshaga nada más depositar los bioreceptores, o si no, no serviría de nada el sensor. Y además, de forma homogénea, porque lo suyo sería recubrir toda la superficie de detección con bioreceptores, de manera que se pudiera detectar en cualquiera de los puntos de la zona sensible.

En cuanto a su campo de aplicación, los biosensores son comúnmente conocidos por sus servicios en biomedicina (generalmente, para detectar enfermedades o síntomas de determinadas afecciones). De hecho, esta aplicación ronda el 64% del mercado mundial (Fig. 1b). Pero también tienen usos industriales (alimentación y farmacia, 11%) y medioambientales (contaminantes, gases tóxicos, detección de plaguicidas, herbicidas, detergentes, etc., 13%), entre otros.

Fig. 1. (a) Esquema de un biosensor genérico. (b) Uso de los biosensores en el mercado global.

                En los últimos años, la I+D se ha centrado en uno de los aspectos fundamentales a la hora de fabricar biosensores, como es la miniaturización. Esto permite realizar dispositivos más pequeños con las mismas propiedades sensitivas, como ha ocurrido de manera notable en el desarrollo de medidores de glucosa. Además, a pesar de que las tecnologías no invasivas están emergiendo, la micro y la nanotecnología están irrumpiendo con fuerza en este campo. Como consecuencia de ello, las compañías han adoptado los microchips como la mejor manera de integrar los tests biomédicos en la tecnología. De entre los exámenes realizados con éxito, se encuentran los de colesterol y, sobre todo, los de diabetes. En este sentido, dada la gran proliferación de casos de niveles excesivos de azúcar en sangre a nivel mundial, la monitorización de glucosa es la aplicación más requerida, acumulando el 31,5% de las aplicaciones comerciales a día de hoy (Fig. 1.2a).

                Es considerable el crecimiento de nuevas tecnologías que se aplican a la detección de variables biomédicas. Sin embargo, aún se tienen que enfrentar a un mercado fuertemente competitivo y cerrado, donde las compañías grandes que patentan sus dispositivos no permiten su inclusión. Las nuevas tecnologías emergentes vienen de la mano de (Fig. 1.3):


Fig. 1.2. (a) Demanda mundial en el uso de biosensores en 2009.
(b) Estimación del dinero ingresado por el sector de los biosensores hasta 2016.

a)     Microsensores de silicio: a pesar de la lentitud del comercio con biosensores basados en silicio, ha habido una gran mejora en las tecnologías de microfabricación, lo que le puede permitir entrar en aplicaciones de análisis clínico, cuidados de la salud y medio ambiente. A partir de aquí, también están creciendo los sistemas microelectromecánicos o MEMS, dispositivos que combinan mecánica y electrónica para hacer mucho en poco espacio y mejorando en eficiencia.

b)     Biosensores de detección rápida: existen sensores que detectan colonias de bacterias en base a nanotubos de carbono funcionalizados con aptámeros (fragmentos de ADN), que se adhieren a moléculas específicas de la membrana externa de las bacterias, generando señales eléctricas de detección en pocos segundos.

c)      Lab on a chip: se trata de hacer pasar un flujo de células para realizarles diferentes pruebas a medida que van pasando por la microfluídica del sistema, con el fin de detectar interacciones entre células, de manera que se puedan identificar mecanismos en el sistema inmune que actúen contra el cáncer, por ejemplo. La idea en la detección del cáncer es estudiar las transferencias de información entre las células para ver si hay procesos que lleven a inhibir el crecimiento celular anómalo. Pero también se puede usar para ver los procesos de la vida celular y sacar conclusiones sobre lo que se obtenga.

d)     Biosensores de fibra óptica: hablaré de ellos en posteriores entradas, ya que es en lo que yo ando metido, pero la mayor ventaja que aportan es sus altas prestaciones en biocompatibilidad, manejabilidad y su bajo coste. Se aplican, sobre todo, en detección de fármacos y en aplicaciones industriales, militares y de defensa.

Fig. 1.3. (a) Tecnología “lab on a chip”, para el análisis de células en flujo. (b) Los microsensores de silicio son pequeñas placas madre para hacer pruebas biológicas en cada uno de los “pocillos”, que están funcionalizados para dar las reacciones deseadas. (c) La tendencia son los sensores de fibra óptica, debido a sus excelentes propiedades compatibles con los tejidos biológicos.

                Por último, un apunte económico. A día de hoy, el mercado de los biosensores ingresa alrededor de los 10.000 millones de dólares. Como se ve en Fig. 1.2b, se espera que la tendencia sea alcista, superando los 16.000 millones dentro de 6 años. Este dato no es exagerado, teniendo en cuenta el gran avance que se pretende realizar dentro del sector biomédico, ya que cada vez hay mayor concienciación sobre la salud de las personas.

He tratado de dar una vuelta lo más resumida posible al estado del arte de los biosensores. Ya véis que se trata de algo que está a la orden del día y que, mientras de mejorar la salud se trate, se hará lo posible por conseguir mejores dispositivos. A los médicos, que no os asusten estas cosas. Aunque a la hora de tener los equipos es posible que se os explique algo de lo que hacen, en principio esto no os tiene por qué preocupar, ya que son los resultados rápidos y la posibilidad de diagnosticar rápido lo que os tiene que importar. Para saber cómo hacerlo ya estamos los frikis ;)

Besos, abrazos y ¡¡hasta la próxima!! ;)

martes, 13 de noviembre de 2012

Proteínas. Ingeniería biológica en la nanoescala

            Después de un par de entradas dedicadas a la situación de la ingeniería biomédica como profesión y su estado del arte en España, vuelvo a hacer un zoom hacia el nanomundo, para ver cómo se las ingenia la biología para crear seres vivos como los existentes. En esta ocasión os invito a conocer un poco más sobre las famosas proteínas.

Y digo bien, lo de “famosas”. En la actualidad, las tendencias en investigación clínica están por la labor de descubrir el funcionamiento de estas macromoléculas que, pese a ese nombre, pueden ser de tamaño nano/micrométrico. No en vano, los anticuerpos, que son las proteínas encargadas de detectar los patógenos que entran en nuestro cuerpo, tienen unas pocas decenas de nanómetros de tamaño, si bien su peso es elevadísimo, comparado con otras moléculas habituales.

Pero para entender el alcance de la importancia de las proteínas, es necesario empezar, como siempre, por el principio.

Supongamos que tenemos un montón de átomos de carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N) y azufre (S). El conocido como “grupo de los CHONyS” :D. Sólo con estos 5 átomos seríamos capaces de formar todos los aminoácidos conocidos hasta el momento. El aminoácido es la molécula básica/unidad estructural/monómero de una proteína, y se llama así por estar formado por un átomo de C del que cuelgan un grupo “amina”, otro “ácido” y otro grupo, llamado “radical”, que es el que le da el nombre, las características y la función (Fig. 1a). De hecho, hasta el momento, sabemos que son 20 los aminoácidos existentes en la naturaleza (Fig. 1b).

Fig. 1. (a) Esquema de un aminoácido. (b) Los 20 aminoácidos descubiertos hasta la fecha.

Pues bien, uniendo varios aminoácidos (monómeros) y, haciendo un poco de ratas de laboratorio, conseguiremos un biopolímero llamado proteína. Y esta unión tiene la característica de ser covalente, es decir, que forma el tipo de enlace químico más fuerte y estable que existe. Precisamente por esto, las proteínas pueden ser muy grandes y no perder estabilidad, siempre y cuando se las mantenga en las condiciones óptimas de funcionamiento. Esto es muy bueno porque, a pesar de suponer únicamente el 15% de la masa corporal, son capaces de realizar todas las funciones necesarias para mantener el equilibrio homeostático del cuerpo.

Y para finalizar la parte química, vamos con la forma de estos biopolímeros. Según la secuencia de aminoácidos que se unan para formar las proteínas, es decir, la cadena que monómeros que la forman, se establece la estructura primaria. Puesto que habrá partes que se atraigan o se repelan, esta secuencia primaria se podrá plegar más o menos, obteniendo las formas alfa o beta de la estructura secundaria. Si, además, la proteína en cuestión está formada por formas α y β, la disposición espacial a la que den lugar las atracciones y repulsiones de estas cadenas darán la estructura terciaria. Y si, finalmente, para formar una proteína, hace falta enlazar varios ovillos de estructuras terciarias, se obtendrá la estructura cuaternaria (Fig. 2). Vamos, que una proteína es un lío de moléculas!! :) Sin embargo, “la naturaleza es sabia”, y si esto es así, es porque cada estructura determina la función que ha de cumplir la proteína en cuestión, y no otra. O sea, que tanto lío, mientras sirva para algo bueno, mejor.


Fig. 2. Diferentes estructuras de una proteína.

Insisto tanto en la palabra “función” porque lo importante de estas moléculas son las funciones para las que están diseñadas. Cada proteína se encarga de una función específica y, por ello, se les supone un 100% de efectividad. Tanto es así que, en el momento que falla una proteína, se desencadenan una serie de reacciones que pueden (no siempre) acabar mal para el individuo que tenga el fallo. Esto es igual que lo que nos ocurre a los ingenieros en nuestro trabajo: si no somos capaces de optimizar los componentes de un dispositivo para que funcione perfectamente, el producto que vendamos no servirá de nada. Por eso me gusta comparar las proteínas con la (nano)ingeniería de la biología J.

Las funciones que pueden cumplir las proteínas son muy variadas:

(a)  Protectoras y defensivas. Como comenté anteriormente, los anticuerpos son las proteínas encargadas de desencadenar la respuesta inmunológica ante infecciones y patógenos exteriores. Son los centinelas del organismo (Fig. 3a). Pero también hay proteínas en la sangre, como por ejemplo la fibrina, que hacen de fontaneras, taponando las fugas para facilitar la coagulación y el cierre de las heridas, a fin de que la sangre circule correctamente por el sistema sanguíneo (Fig. 3b).

Fig. 3. (a) Forma típica de un anticuerpo. (b) Malla de fibrina apelotonando glóbulos rojos con agregados de plaquetas.

(b)  Transductoras de señales o reguladoras. Algunas hormonas se comportan como canales de comunicación, encargándose de conectar órganos entre sí para que produzcan otras hormonas u otras sustancias para realizar funciones necesarias en el organismo en ese momento. Por ejemplo, durante el parto se estimula la secreción de oxitocina, que es la hormona que ordena al útero a contraerse y a la vagina a dilatarse para hacer que el bebé nazca.

(c)   Contráctiles. La actina y la miosina son las proteínas encargadas de la contracción y distensión de las fibras musculares (Fig. 4a y b). Por tanto, son las mecánicas del cuerpo y se relacionan con el aumento de masa muscular y con la fuerza que se consigue al entrenar. En este sentido, los suplementos de proteínas no son proteínas en sí, sino aminoácidos que son unidos orgánicamente para acoplar mayor cantidad de fibras a las ya existentes y reforzar las que ya estaban. El entrenamiento estimula que se creen más fibras de estas proteínas, dando lugar al aumento muscular. Eso sí, ojo con el tipo de suplementos que nos tomamos…

Fig. 4. Zoom muscular desde el órgano muscular, propiamente dicho (a) pasando por las microfibras que envuelven los sarcómeros (b) y funcionamiento de la actina y la miosina (c)

(d)  Enzimáticas. Muchas proteínas se comportan como catalizadoras de reacciones. Es decir, que ayudan a que otras reacciones tengan lugar. Este es el caso de enzimas como la sacarasa o la pepsina, encargadas de digerir azúcares o romper enlaces entre aminoácidos, respectivamente.

(e)   Homeostáticas. La homeostasis es el equilibrio total entre los diferentes niveles de sustancias en el organismo, de manera que todo funciona armónicamente. En el momento en que algo falla, hay mecanismos que se ponen en marcha para restablecer el estado de equilibrio. Uno de ellos es el mantenimiento del pH de la sangre. Este valor debe de estar fijado a 7,4. Ni más ni menos. Con la cantidad de toxinas que se generan en las digestiones celulares, hay proteínas encargadas de hacer de tampones de pH para que no haya situaciones de acidosis o alcalosis. Y por lo visto, lo hacen bastante bien…

(f)   Transportadoras. Otras proteínas se crean para transportar paquetes de sustancias hacia otros lugares. En concreto, la hemoglobina fija el oxígeno en su estructura cuando llega a los alveolos pulmonares y lo lleva hasta las células, donde lo libera para que cumpla su función en las funciones celulares.
 Fig. 5. Estructura cuaternaria de la hemoglobina, con 4 formas terciarias diferentes. Las ramificaciones verdes son los grupos “hemo”, encargados de fijar el oxígeno difundido desde los alvéolos pulmonares. El vídeo que se enlaza aquí explica cómo se fija el oxígeno a la hemoglobina, para cumplir la función de oxigenar a las células en su ciclo vital.

(g)  Estructurales. De todas las funciones atribuidas a las proteínas, esta es la más importante. Estos biopolímeros actúan como andamio, como sujeción y forman los pilares de las estructuras del organismo. El colágeno (Fig. 5a) y la elastina son dos tipos de proteínas que compiten por la flexibilidad de los tejidos. Generalmente, la primera se encuentra en las articulaciones y en la dermis, haciendo de sostén de la piel y la elastina se encuentra, sobre todo, en la piel, para hacerla lo más moldeable posible y que no aparezca la flaccidez.

Efectivamente, las arrugas en la piel son debidas, en parte, a la pérdida de colágeno y elastina. Y esto, más tarde o más temprano se nota… O sea, que da igual todas las cremas que nos pongamos, que tarde o temprano se nos verán las arrugas, como a las de Fig. 5b ;). Otra cosa es que haya, por genética, defecto de proteínas como el colágeno en el cuerpo. En ese caso tenemos el síndrome de Ehlers-Danlos, consistente en una poco consistencia de la piel y las articulaciones, dando lugar a, según en qué estadíos, numerosas luxaciones involuntarias. La inestabilidad de las estructuras dérmicas y cartilaginosas las convierte en débiles ante determinados esfuerzos, lo que podría suponer un problema. Pese a ello, si el efecto de la enfermedad no es vital, podrían encontrarse fotos y vídeos curiosos como los de Fig. 5c, foto tomada al hombre más elástico del mundo.

Fig. 5. (a) Fibras de colágeno vistas a microscopio SEM. (b) Efecto de la disminución del colágeno con la edad. (c) Síndrome de Ehlers-Danlos en el hombre más elástico del mundo (Abstenerse de ver el vídeo quienes sean sensibles a estas cosas,,,).

Pero bueno, una vez visto esto, ¿cómo se crea una proteína? ¿Sale de la nada o hay algo que las fabrica?

Pues nada había antes del big-bang, pero ahora hay de todo. Y, concretamente, hay unas proteínas que generan otras proteínas en base a la lectura de un gen. Digamos que los genes son trocitos de ADN que llevan toda la información necesaria para codificar una función, en este caso. Por tanto, hay proteínas que leen el gen y lo codifican. En base a eso, hay otras proteínas que unen los aminoácidos correspondientes a cada trío de bases para formar las proteínas deseadas, tal y como se muestra en el vídeo posterior a este párrafo. Tras ello, la proteína madura y adquiere la forma necesaria para funcionar como se le requiere (ver vídeo tras este párrafo). Esta misma técnica, en laboratorio y en condiciones de temperatura y humedad adecuadas, es la que se emplea para conseguir las proteínas correspondientes para hacer experimentos.

Y, según esto, ¿para qué puede servir esto en la ingeniería biomédica o en la medicina?

Pues esto es algo que se viene haciendo en los últimos años. La idea sería corregir enfermedades a base de actuar sobre el ADN dañado del individuo enfermo que, al fin y al cabo, es donde se encuentra la base de los problemas. Por resumir, lo que se haría sería coger el gen bueno del ADN e introducirlo en el ADN de determinadas bacterias o virus para que ellos lo repliquen. La reproducción de estos seres es muy rápida e, incluso, si se introducen en un ser vivo, pueden llegar a modificar su ADN introduciendo parte del suyo (esto es lo que hacen los virus para infectarnos). Por tanto, se “vacunaría” al ser vivo enfermo y se dejaría que el virus infectara todas sus células con el gen bueno, lo que daría lugar a la recuperación total, teóricamente y a la eliminación del virus por el propio sistema inmunitario, como se hace normalmente con la gente que se vacuna.

Como no, esto está actualmente en el laboratorio y se van haciendo pruebas continuamente, para demostrar la veracidad de estos experimentos. Pero no cabe la menor duda de que las tendencias en curación del futuro pueden pasar, nuevamente, por aprovechar la nanotecnología, bien natural o bien sintética, para poder abordar estas cuestiones. Esperemos poder asistir a los comienzos, al menos, de este tipo de terapias, ya que es muy posible que sean una auténtica revolución.

Para finalizar, si tenéis 8 minutos de tranquilidad, os invito a ver la sección de vídeos de más abajo, el vídeo “The inner life of a cell”, donde se encuentra una recreación de lo que ocurre en el interior de una célula ante una respuesta inflamatoria. Se explican los mecanismos que dan lugar a que los leucocitos se introduzcan en el tejido celular para curar las inflamaciones. El título del vídeo de este párrafo os llevará a la versión explicada del vídeo, como no, en inglés ;).  Se trata de una recopilación de algunas de las funciones que os he comentado en esta entrada , para que veáis cómo se encadenan entre ellas.

             Espero que os haya gustado, y que hayáis aprendido un poco más sobre las proteínas. Ni qué decir tiene que cualquier aportación que queráis que se refleje será bien recibida!!

¡¡Hasta la próxima entrada!! :D

Besos y abrazos.

domingo, 28 de octubre de 2012

¿Lo estamos haciendo bien en sanidad?

              Ahora que ya estoy capacitado para decir que soy un máster “del universo” en ingeniería biomédica, se me ha quedado una pequeña gran espina clavada, la cual sigue dándome ciertos quebraderos de cabeza. Básicamente, se trata de encontrar respuesta a la pregunta “¿Lo estamos haciendo bien en la manera que enfocamos la sanidad en España?”

Mis elucubraciones han ido cada vez a más desde que he visto en el diario “El Mundo” una noticia de septiembre de este mismo año, en la que se repasan las conclusiones del “IX Informe sobre los servicios sanitarios de las comunidades autónomas”. En este informe se valoran aspectos de relevancia en un sistema sanitario, como número de camas, médicos por cada 1000 habitantes o gasto sanitario por barba. Por resumir un poco, dichas conclusiones se resumen en 2 losas difíciles de levantar, ni siquiera practicando sokatira en categoría profesional:

1.       Hay una gran disparidad entre las relaciones calidad/servicio de las comunidades autónomas (CCAA) en España, siendo Navarra y País Vasco las que mejor ratio tienen y Madrid y Valencia las que peor.

2.       La actual coyuntura de recortes en nuestro país no hace más que agudizar las diferencias existentes entre CCAA. Cosa obvia, en principio, ya que si ya de por sí no se podía hacer mucho por salvar estas diferencias, ahora menos.

Suponiendo que esto sea así, es lógico que el portavoz de la Federación de Asociaciones para la Defensa de la Sanidad Pública, autora del informe, haya tachado esta diferencia de "desorbitada" y de "poco razonable". Pero además, profundizando un poco, si Europa recomienda 7,5 camas por cada 1000 habitantes, ninguna CA en España llega a la mitad y tampoco llegamos al 1,5 en el ratio de médicos de primaria frente a especializada. Se dice, por último, que no se han tenido en cuenta los datos de 2011 a la hora de realizar el informe. Y menos mal, porque me da que la cosa sería aún más gorda.



A favor de este revuelo encontramos, además, la eterna disputa entre sanidad pública y privada. Está claro que la disponibilidad, lista de espera, servicios, maquinaria, financiación, etc, está mucho más cuidada en la sanidad privada. En mi opinión, se trata de un tema de disponibilidad económica… Se supone que el sistema nacional de salud (SNS) es de todos, es algo público y, precisamente por esto, debiera de ser algo que estuviera más cuidado y con prestaciones similares, bien sea en hospitales públicos o privados. Si se quiere una sanidad universal, lo lógico sería ser capaces de ofrecer servicios por igual a todos los ciudadanos y no discriminarlos por “disponibilidad”.

Sin embargo, a pesar de las alarmas anteriores, resulta que seguimos estando a la cabeza, a nivel mundial en gestión y en prestaciones ofrecidas en nuestro sistema sanitario. No en vano, en 2010 éramos el tercer país del mundo en sanidad. Así que todo el mundo mira cómo se están haciendo las cosas en España, porque la longevidad que conseguimos es relativamente alta, tenemos buenos servicios y de calidad y llegamos a todo el mundo que quiera ser atendido. Bueno, esto era hasta ahora. Por fín. Ya era hora de evitar tanto mangoneo…

Desde mi propia experiencia como principiante en el tema, os diré que, gracias al Máster Universitario en Ingeniería Biomédica que he cursado y a opiniones de médicos, residentes y aprendices de otros lugares de España, he podido ver que las tecnologías que existen a día de hoy para procesar imágenes y señales biomédicas y la instrumentación usada en los hospitales son punteras o, como mínimo, buenas. Sin embargo, sus médicos ya no saben qué hacer para que se les haga caso y conseguir mayor financiación, mayor número de profesionales, camas y medicamentos o pedir que la gestión vaya mejor, sobre todo el reducción de las listas de espera (desesperante) y en inversión en equipamiento de diagnóstico/terapia de precisión.


Viendo todo este panorama, como mínimo, uno se descoloca. Por un lado, hay encuestas que nos ponen, con perdón de la expresión, “de culo, cuesta abajo y sin frenos”. Por otro lado, el mundo mira con interés cómo se están haciendo las cosas en España. Y por otro, los que realmente saben lo que está pasando, dividen su argumentación en función de los adjetivos “público” y “privado”. Además, en cuanto a los casos de Valencia y Madrid, las cifras que se dan serán malas, pero sin embargo, hay hospitales de referencia a nivel nacional e internacional, como el Gregorio Marañón, el 12 de Octubre o la Fé. Quizás la gestión no sea tan “fácil” como, todo hay que verlo, las ciudades pequeñas del País Vasco y Navarra, pero sí que hay buenos hospitales y punteros en investigación y tratamientos (recordemos que somos punteros en cirugía estética y cardiovascular y que fuimos de los primeros en reconstruir totalmente una cara). Otra cosa es que haya decisiones, principalmente de calado político, que no estén en concordancia con lo que realmente está haciendo falta.  ¿En qué quedamos, entonces?

Vengan de donde vengan las encuestas realizadas y las diferentes opiniones, está claro que nunca va a llover a gusto de todos. Pero si a nivel internacional se nos está considerando y aquí, aunque nos quejemos, vamos medianamente bien y la gente no se nos muere de camino al hospital, creo que lo que habría que hacer es trabajar e incentivar que el entramado sanitario en nuestro país fuera un pilar fundamental de nuestra economía. Muchas acciones, principalmente las económicas, podrían venir desde la política. Pero claro, los aludidos no estarían de acuerdo porque no va en beneficio de sus bolsillos personales. Sin embargo, juntos, medicina e ingeniería podríamos comenzar ese proceso de mejora ostensible en  la calidad de nuestro sistema sanitario.

En las siguientes líneas esbozo alguna cosa que se podría hacer, desde mi punto de vista, para mejorar esta situación.

                Tras las visitas realizadas en el contexto del mencionado máster, me ha quedado bastante claro que los médicos consideran crucial estar a la vanguardia de las técnicas de actuación sobre los pacientes. Debe de ser frustrante ver que te estás jugando la salud o la vida de una persona por no usar tecnología puntera o, al menos, mínimamente suficiente para poder diagnosticar o actuar con precisión. Aquí hay que conjugar, obligatoriamente, el verbo “invertir”. Invertir sobre todo públicamente, ya que la sanidad privada ya tiene quién la pague. Y pensar que si no se puede adquirir un equipo de alta tecnología para cada hospital, se pueden poner fondos comunes para poder tenerlo para varios. En mi opinión, muchas de las no-inversiones que se están realizando son debidas a que todos queremos tener de todo. ¿Por qué no hacer, de una vez, un plan nacional de salud, donde pongamos todo el potencial de la sanidad en España y dispongamos de equipamiento bueno entre todos? Pero claro, esto no depende de los ingenieros y médicos…

                Otra de las frases típicas de un hospital, en palabras de los facultativos, es: “bastante trabajo tenemos con tratar de curar a la gente”. Es verdad que tienen que estar al tanto de las nuevas tecnologías, pero ellos se dedican a curar, no a mirar catálogos de equipamiento para ver qué compran. Son ellos los que saben lo que necesitan y los ingenieros los encargados de dárselo. De nada sirve comprar un equipo de último modelo de la marca X con todas las chorradas que pueda contener, si luego, en la práctica diaria, no se va a usar porque es difícil de manejar o no se interpretan correctamente sus resultados. Esto es dinero y tiempo perdido para los contribuyentes y no responde a la necesidad creada. Por tanto, creo que los ingenieros tendríamos que estar al servicio de la demanda médica e ir directamente a los hospitales a hablar con ellos. Y, en función de las necesidades, tratar de asesorar sobre lo que puede convenir o no. Simplemente con uno o dos ingenieros/técnicos encargados de la gestión y mantenimiento de equipos por disciplina o área bastaría, ya que serían los encargados de dar entrada a lo estrictamente necesario. Se gastan 2 nóminas, pero se gana en calidad de servicio y en costes a posteriori.

Pero es que además, esto es una pescadilla que se muerde la cola. Y os pongo un ejemplo para ilustrarlo. Si en nuestra empresa vendemos un producto que responda a unas necesidades reales del sistema sanitario y que, además, tenga un adecuado servicio de mantenimiento, el hospital cliente va a ser bueno en sus diagnósticos/pruebas/terapias y, además, será el primero en pedirnos más productos para otros fines. Y, aunque sea por el boca a boca, los resultados se irán pasando de hospital en hospital. Y eso repercutirá positivamente en los beneficios de la empresa. Más incluso que si vendemos algo que sea para “quitarnos el muerto” por ganar dinero y que luego se encierre en el trastero. Tecnología fiable y ajustada a las necesidades, con un coste razonable y un mantenimiento bueno de los equipos. Esa es la base del negocio del instrumental médico.

           Pero claro, las multinacionales están de por medio. Es curioso ver cómo, según qué contratos realizados con las multinacionales, son tan cerrados que únicamente se puede recurrir a ellas para instalar y mantener los equipos, al coste que les dé la gana y pagando religiosamente dietas, desplazamientos, mano de obra, etc, etc. Total para, posiblemente, según el técnico que hemos contratado, tener que arreglar únicamente un cable o un tornillo. En tono sarcástico, ¿esto no podría arreglarse llamando, por ejemplo, al ferretero de la esquina? Si puede existir un arreglo que lo pueda hacer cualquiera, ¿por qué ha de obligarse a acudir a las grandes empresas? Al ferretero le va a dar igual la tecnología existente dentro del equipo. Únicamente ajustará el tornillo y punto. Abramos el mercado, que bastante ganan ya las multinacionales…

Y para incentivar más aún el emprendimiento, existe una solución muy interesante basada en el lema: “inversión pública para beneficio público”. Aunque algunos no quieran admitirlo, en la universidad pública española tenemos la suerte de poseer un gran potencial investigador. Y también se pueden hacer cosas desde la universidad, simplemente llamando a la gente adecuada. En concreto, se da el caso de un grupo de investigadores de la Universidad Pública de Navarra que son capaces de, por ejemplo, crear algoritmos que retiran el ruido que aparece en las señales cerebrales del sueño, con el fin de tenerlas limpias a la hora de procesarlas. Si luego se les aplica otro algoritmo de reconocimiento de patrones, se podría discernir, de una tacada, un montón de anomalías existentes en las señales cerebrales durante las fases del sueño, detectando así determinados patrones de enfermedades. Y lo mejor es que se podría hacer en menos tiempo y más rápido que el algoritmo propuesto por una multinacional que, básicamente, lo que hace es parchear la versión anterior del software detector y decir que han introducido mejoras, cuando en realidad no es así. Como consecuencia de ello, a pesar de pasar el algoritmo de detección de eventos por los registros de las señales de sueño, los médicos se ven obligados a meter horas para corregir los posibles fallos de detección durante el registro y hacer los informes pertinentes. Por supuesto, sin el más mínimo apoyo, ya que adquirieron en su día ese equipo y se deben a la empresa que se lo vendió. Y allá películas... Lamentable. En este caso, la solución pasaría por, simplemente, realizar una inversión en la universidad (educación) y sacar una empresa que se dedicara a mejorar este tipo de algoritmos para ahorrar tiempo y dinero a los médicos que pagamos mes a mes. Seguro que así, los costes se reducirían, ya que sería “inversión pública para un bien público”. Pero, ¿a quién corresponde decidir esto? Ya sabemos que la inversión a largo no es un fuerte en España… Igual va siendo hora de re-planteárselo.
En definitiva, ¿lo estamos haciendo bien? Hombre, pues somos los terceros del mundo, pero he querido hacer ver formas de intentar alcanzar el primer puesto. Y qué casualidad que la cosa se reduzca o, al menos, comience por invertir un poco más en sanidad y educación y en hacer las cosas bien para que los colosos no se aprovechen de su prestigio, por supuesto, innegable. No soy economista ni pretendo tirar por tierra el trabajo de nadie, pero desde mi punto de vista de ciudadano medianamente especializado, hay errores que podrían subsanarse, sin más que haciendo las cosas como hay que hacerlas, y simplemente explotando los buenos recursos existentes en el país.


Finalmente, quisiera comentar que estoy empezando en este mundo de la ingeniería biomédica y que, posiblemente, la cosa sea bastante más compleja que lo que yo la estoy pintando. La teoría es muy fácil y la práctica es otra cosa. Simplemente quería dar mi punto de vista actual sobre cómo está la sanidad en España y dar algunas pinceladas de lo que se podría hacer si TODO EL MUNDO arrimamos el hombro. Por supuesto, sean bienvenidas todas las opiniones al respecto, ya que así nos haremos idea de cómo está el SNS actualmente y de las mejoras que podríamos llevar a cabo. Yo me subo al carro de apostar por una sanidad pública (la privada parece que lo es…) sobresaliente en España. ¿Alguien más?

             Besos y abrazos!! ;)

domingo, 14 de octubre de 2012

Alegato por la ingeniería biomédica

                En esta ocasión, os propongo una lectura pura en la que reflejo un poco la idea que tengo sobre la labor de la ingeniería como encauzadora de la tecnología para el servicio a los médicos. Se trata de parte de la introducción de mi TFM, pero también es una opinión con la que me posiciono a favor de la colaboración entre disciplinas ;). ¡Ahí va!


    Cada vez es más evidente que hoy día vivimos en la llamada “Sociedad de la Información”. La información se genera en todo lo que nos rodea y está íntimamente relacionada con el conocimiento y el desarrollo de la humanidad. Una vez adquirida, la información es digitalizada, preparada para ser transmitida en óptimas condiciones y, una vez en su destino, es capaz de generar conocimiento. El conocimiento se aprende y aplica en todos los ámbitos posibles y se obtienen datos que generan a su vez, información. Esta “pescadilla que se muerde la cola”, como se diría en castellano, o esta “realimentación”, como se diría en el argot ingeniero, es el motor de la sociedad, lo que hace que hoy día los seres humanos sean capaces de evolucionar conceptual y personalmente hablando y lo que, a pesar de que los historiadores se resistan, ha permitido pasar de la Edad Contemporánea a la Edad Tecnológica o Edad de las TIC.


                La información es importante en todos los ámbitos de la vida. Sin embargo, cuando se oye hablar del tema de la salud, nadie duda de que se trata de algo que sobrepasa la importancia, para convertirse en algo vital. Hoy en día, gracias a las posibilidades tecnológicas y los grandes avances médicos realizados en colaboración con éstas, es posible diagnosticar muchos de los fallos del cuerpo humano, tratar bastantes de ellos y obtener información de aquellas afecciones cuyo estudio es todavía temprano. Los pacientes demandan cada vez mayor información y conocimiento sobre sus enfermedades, cómo prevenirlas, cómo tratarlas o cómo curarlas. Es un derecho recogido por ley y que debe ser satisfecho en todo momento.


              En este sentido, tanto el colectivo médico como el ingeniero deben de estar preparados para responder a la demanda, cada vez mayor, de pacientes que esperan saber más sobre sus enfermedades para poderse curar en la mayoría de los casos. Pero esta no es una situación que deba ser abordada unilateralmente. Es cierto que los profesionales de la salud deben tener la potestad de actuar en base a los diagnósticos que se realizan. Pero también se ha de contar con la ayuda de los ingenieros para poder hacer frente, tecnológicamente, a las necesidades que desde el sector médico se crean, como pueden ser la mejora del diagnóstico precoz, la elección y eficiencia del tratamiento más adecuado, la gestión y seguimiento de los pacientes o la seguridad de los datos generados en base a los diferentes actos clínicos a los que se les somete.


                Por tanto, es lógico pensar que, en el futuro, el personal de los servicios de salud esté compuesto por colectivos clínicos e ingenieros, además de todo el resto de personal habitual, como se hace ya en algunos países. Los primeros se encargarán de los actos clínicos y los ingenieros se encargarán del mantenimiento, renovación, investigación y desarrollo del equipamiento adecuado para atender las necesidades que en se generen en los hospitales. Es aquí donde se ve la necesidad de encontrar profesionales del mundo de la ingeniería que sepan de la jerga y las necesidades de la medicina y que sean capaces de ofrecer la tecnología más práctica y costo-efectiva posible, con el fin de atender las demandas generadas.


                Es por esto que la ingeniería biomédica se postula, hoy por hoy, como una de las ocupaciones con más futuro en el mundo laboral. Desde el tratamiento, a nivel molecular, de las enfermedades hasta la gestión hospitalaria y la seguridad de los datos de los pacientes, pasando por toda la instrumentación de diagnóstico y terapia, es necesaria la presencia de personas que se dediquen a mantener y mejorar las posibilidades actuales de la tecnología, con el fin de poder aportar toda la información posible tanto al paciente como al médico, pues son los clientes en este tipo de aplicaciones.


      Para “aportar toda la información posible tanto al paciente como al médico”, hay que extraer la información del cuerpo del paciente y acondicionarla al mundo eléctrico, tratarla para hacerla comprensible, generar los datos y, tras ello, dependiendo de la aplicación para la que se vaya a usar, emplear el esquema más adecuado para cumplir la función de transmitir una información veraz y con todo el rigor científico que requiere la ocasión, ya que en estos temas vitales, no se puede permitir una información mal dada. Los ingenieros están para dar servicios “buenos, bonitos y baratos” a los clientes y esta es, también en este caso, su función.


              Pero para poder plantearse cuestiones que se aproximen a la aplicación final, lo primero que hay que hacer es saber cómo extraer la información del cuerpo humano y acondicionarla al mundo eléctrico para poder analizarla. En el caso de la medicina, este paso de acondicionamiento se realiza a través de los informes de auscultación de los médicos o bien a través de los datos obtenidos por las diferentes pruebas realizadas al paciente.


                El cuerpo humano posee una serie de variables que pueden ser estudiadas, con el fin de detectar anomalías que tengan que ver con su mal estado. Estas variables puede ser interesante tenerlas controladas para, o bien tener una cierta idea de su evolución (diagnóstico, pronóstico y curación), o bien aprovechar el control sobre esos datos para realizar más funciones, como ocurre con la terapia.


              Para disponer de datos como estos, hacen falta unos aparatos que extraigan los valores de diferentes magnitudes biológicas y los conviertan en señales eléctricas, generalmente 1s y 0s, para luego ser procesadas, convertidas en información inteligible y, posteriormente, interpretadas. Del primer paso se encargan los sensores.


             Prácticamente existe un sensor para cualquier magnitud física, y además, con diferentes tecnologías y en la mayoría de las condiciones posibles. Sin embargo, se sigue investigando en ello para seguir descubriendo horizontes y nuevas aplicaciones en sus campos de acción. Concretamente, dentro del campo de la biotecnología, se buscan propiedades como la biocompatibilidad, la practicidad clínica y la reducción de costes, aumentando la eficiencia y la repetitividad de las medidas.


           Otra de las palabras a las que se recurre mucho últimamente es “nanotecnología”. Científicamente, podría traducirse como la tecnología “nano” o tecnología de muy pequeño tamaño, puesto que “nano” es un prefijo griego que significa “una milmillonésima parte de algo” (10-9 en notación científica). Oficialmente, la nanotecnología es el “estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a escala nanométrica, así como la explotación de sus fenómenos y propiedades”. El hecho de que con tamaños de este tipo, la materia se comporte de diferente manera y que se pueda aprovechar lo que ofrece, ha hecho que el interés por esta rama de la ciencia vaya cada vez más en aumento, abriendo un gran mundo de posibilidades con las que poder crear más tecnología.


                Entre las numerosas ventajas que posee esta nueva ciencia, destacan la considerable reducción de tamaño de los equipos, así como su reducción en costes, en materiales necesarios, en producción, en transporte, etc, todas atribuibles al hecho de trabajar con tamaños de átomos y moléculas. Por otro lado, existen algunos contratiempos, como las posibles intoxicaciones derivadas del trabajo con sustancias que podrían ser asimiladas por el organismo, produciendo nuevas enfermedades, la posibilidad de emplearla en ataques terroristas o nucleares… La cuestión está aún en desarrollo y, de hecho hay ya debates sobre el tema, aunque con un cierto control parece que los efectos adversos podrían paliarse en gran medida.


             Desde el punto de vista del avance tecnológico y científico, las posibilidades que se abren a la hora de compaginar la nanotecnología con otras disciplinas son muchas. Sin ir más lejos, en la biomedicina se está planteando la posibilidad de producir “nanobots” (robots de tamaño nanométrico) que reparen daños en los tejidos del cuerpo humano. Con ello se sentaría precedente en la cura de enfermedades como el cáncer o cualquiera que estuviera relacionada con la degeneración celular. El pequeño robot iría detectando qué células están mejor y cuales peor y a estas últimas las iría reparando en función de su patología.


           Si bien este trabajo no tiene unas expectativas tan trascendentales, sí que puede contribuir al desarrollo de sensores para variables biológicas propias del ser humano. A través de los conocimientos adquiridos en la carrera de este autor sobre nanotecnología, ingeniería biomédica y telecomunicaciones, se trata de aunarlos todos con el fin de obtener posibles aplicaciones que puedan ser usadas en el futuro.


      Espero que os haya gustado J Como siempre, dispuesto a leer vuestras opiniones.


      ¡¡Besos y abrazos!! ;)