Laura López Alzate
Colaboradora / Iniciativas emprendedoras
Mejorar la calidad de vida de quienes han perdido una parte de hueso del cráneo es el propósito del Grupo de Investigación en Bioingeniería (GIB) de las universidades EAFIT y CES, al crear implantes artificiales personalizados según las necesidades de estos pacientes.
Un implante de cráneo es un dispositivo artificial que remplaza una parte de este cuando se ha retirado debido a un trauma craneoencefálico, un accidente cerebrovascular o un tumor en el hueso. El implante artificial lo hacen con material biocompatible para que el cuerpo no lo rechace, explica Santiago Correa Vélez, profesor del Departamento de Ingeniería de Diseño de Producto de EAFIT y coordinador del GIB.
De este desarrollo surge la
spin off Smartbone, con el respaldado científico del GIB, para diseñar y comercializar implantes de cráneo hechos a la medida del paciente.
“Esta dimensión social a través de la investigación nos motiva a darle sentido a lo que hacemos. Hemos tenido que formarnos en áreas como medicina y odontología, ya que la interdisciplinariedad es importante porque la medicina y la ingeniería en este caso son dos saberes que tienen que compenetrarse”, dice Correa Vélez.
EAFIT-CES, alianza en bioingeniería
Como una iniciativa interdisciplinaria e interinstitucional para entender los fenómenos biomecánicos que ocurren en los tratamientos odontológicos y de ortodoncia nace, en 1999, el Grupo de Investigación en Bioingeniería (GIB), liderado por los profesores Uriel Zapata, de la Escuela de Ingeniería de la Universidad EAFIT; y Samuel Roldán, de la Facultad de Odontología de la Universidad CES.
Los primeros desarrollos del GIB le apuntaron desde la bioingeniería a mejorar el diseño de los tratamientos en ortodoncia. Esta consiste en aplicar una serie de fuerzas a los dientes en algunas posiciones, ángulos y magnitudes para corregir la posición de la dentadura o los patrones de crecimiento mandibular o maxilar.
“Cuando llegué a la dirección del grupo en 2007 mantuvimos la línea de investigación en odontología. A medida que adquirimos capacidades de investigación nos dimos cuenta de que el grupo podía aportar soluciones en áreas donde hubiera que remplazar partes óseas del cuerpo o rehabilitar funciones que se habían perdido por algún motivo: enfermedad, accidente o trauma”, indica Correa Vélez.
Después, una empresa de la ciudad dedicada a desarrollar dispositivos médicos los contactó para hacer unos diseños. Diseñaron cerca de 12 dispositivos, que la empresa fabricaba y se implantaron con éxito. Así el grupo desarrolló la capacidad de diseño y logró ampliar el portafolio de materiales, fuera del titanio. “Luego desarrollamos la capacidad de manufactura en laboratorio para responder a esas necesidades de la medicina”, agrega el investigador.
Implantes funcionales y estéticos
Los implantes se desarrollan en la Universidad EAFIT con dos opciones de materiales: titanio CP grado 2 (material altamente biocompatible) o Pmma (Polimetilmetalcrilato). Algunos cirujanos recomiendan el titanio porque es resistente, liviano y tiene una baja tasa de infección. Otros prefieren el Pmma debido a que el titanio presenta problemas cuando la cabeza se expone al calor del sol, ya que este se expande y puede producir cefalea. “Sin embargo, el titanio se indica cuando se trata de una reintervención, es decir, si a un paciente se le infecta un implante en polímero lo normal es que en una segunda operación no le implanten algo que el cuerpo ya rechazó”, expresa Santiago Correa.
Una vez el neurocirujano recomienda el implante y el material en el que se realizará, envía al GIP una tomografía computarizada para visualizar el defecto del paciente. Con este diagnóstico Smartbone diseña prótesis a la medida de la persona, que minimizan el impacto esté- tico de estos procedimientos.
Los investigadores reproducen la geometría de la cabeza, verifican el implante desde lo funcional y lo dimensional.
Con un software, los investigadores reproducen la geometría de la cabeza, verifican el implante desde lo funcional y lo dimensional. Luego, en una impresora 3D, sacan réplicas exactas de la pieza y del defecto de la persona. La parte artificial se implanta debajo del cuero cabelludo y se sujeta al hueso, explica Laura Duque Ortega, integrante del GIB.
De esta manera, el cerebro queda protegido y el defecto no se nota gracias a los resultados estéticos del implante.
A diferencia de la cirugía tradicional que incluía un implante hecho a mano por el cirujano durante el procedimiento y los resultados estéticos no eran muy favorables para el paciente, el aporte de Smartbone agiliza la cirugía “porque el implante queda listo antes de la intervención quirúrgica y por ende los riesgos para el paciente también son menores”, dice el coordinador del GIB.
Empresa gestada en laboratorio
Al desarrollar su capacidad de manufactura en laboratorio, el GIB vio el proyecto como una fuente de ingresos para las universidades EAFIT y CES. Un caso que muestra cómo una idea de investigación –su desarrollo y adquisición de capacidades para entender la medicina y la neurocirugía– se convierte en un potencial negocio que puede generar ganancias económicas.
De esta manera, luego de aplicar a convocatorias, obtuvo la financiación de Ruta N y Colciencias para montar la primera fase del negocio, mostrar su viabilidad y hacer una prueba piloto de este por medio de la operación y producción de los primeros implantes.
Actualmente gestionan el certificado Invima de condiciones técnicas, higiénicas y sanitarias. Además, tienen un acuerdo con la empresa Sumineuro S.A.S. para comercializar los implantes. En enero de 2013 lanzarán la marca Smartbone.
Así mismo, el GIB trabaja en ampliar su portafolio de productos para ofrecer dispositivos que ayuden en otro tipo de traumas, pero siempre con diseño a la medida.
Investigadores
Santiago Correa Vélez
Ingeniero mecánico, Universidad EAFIT; y PhD en Ingeniería Industrial, Universidad Politécnica de Madrid (2005). Actualmente realiza estudios de maestría en Ciencias de la Administración en la Universidad EAFIT. Es el coordinador del Grupo de Investigación en Bioingeniería (GIB) y profesor del Departamento de Ingeniería de Diseño de EAFIT. Su investigación se centra en la simulación numérica en el área estructural, térmica de fluidos, bioingeniería, desarrollo de productos de alto contenido tecnológico y desarrollo de software de ingeniería. Ha sido jefe de Mantenimiento Mecánico en la Compañía de Cemento Argos S.A. y trabajó cinco años en el Instituto de Astrofísica de Canarias, España.
Más información sobre el investigador
Juan Felipe Isaza Saldarriaga
Ingeniero mecánico y magíster en Ingeniería, Universidad EAFIT. Investigador del GIB desde 2002. Ha sido becario del programa Jóvenes investigadores, promovido por Colciencias. Su investigación ha sido en las áreas de ingeniería inversa, prototipaje rápido y elementos finitos, todo enfocado a estructuras anatómicas. Ha sido coordinador de proyectos de grado y actualmente es profesor de medio tiempo en EAFIT. Ha trabajado en el Sistema Municipal para la Prevención y Atención de Desastres y en el mejoramiento de los procesos, tanto técnicos como operativos, implementados en el uso y mantenimiento de la maquinaria pesada y equipos menores del Cuerpo de Bomberos de Medellín.
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Alvin García Chaves
Zootecnista de la Universidad Nacional de Colombia sede Medellín y candidato a magíster en Ingeniería de la Universidad EAFIT. Codirector del GIB, investigador y coordinador de la línea de investigación de procesamiento de imágenes y teleradiología. Ha realizado estudios en ingeniería electrónica y maestría en ingeniería informática. Ha trabajado en los últimos 10 años en el área de Informática Médica con énfasis en la gestión de imágenes médicas. Se ha deempeñado como consultor en departamentos de imagenología de varias instituciones clínicas.
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Luisa Fernanda Macía Serna
Ingeniera de diseño de producto y candidata a magíster en Ingeniería de la Universidad EAFIT. Becaria en 2011 del programa Jóvenes investigadores, promovido por Colciencias. Hoy es asistente de investigación del GIB y es responsable de gestionar y ejecutar los diferentes proyectos relacionados con emprendimiento. Se desempeñó durante año y medio como analista estratégica de mercado de la Compañía Procter & Gamble, Colombia.
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Marián Suárez
Ingeniera de diseño de producto y candidata a magíster en Ingeniería de la Universidad EAFIT. Actualmente es becaria del programa Jóvenes investigadores, promovido por Colciencias, y lleva a cabo procesos de investigación y desarrollo en bioingeniería. Fue la principal responsable del desarrollo del método de manufactura de los implantes a la medida a través de su proyecto de grado vinculado al GIB Desarrollo de un proceso de Dieless Numerical Control Forming para la fabricación de implantes craneales personaliza-dos, que recibió mención de honor en 2011.
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Laura María Duque Ortega
Ingeniera de diseño de producto y candidata a magíster en Ingeniería de la Universidad EAFIT. Ha sido monitora del GIB, donde realizó su práctica universitaria y actualmente es asistente de investigación. Lleva a cabo procesos de investigación y desarrollo en bioingeniería.
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