Autor: Terán Pérez Capítulo 1 Introducción a la bioingeniería

Después de estudiar este capítulo, el lector será capaz de: 1. Conocer qué es la biotecnología 2. Conocer qué es la bioingeniería 3. Establecer las diferentes áreas que conforman la bioingeniería 4. Establecer las especialidades que conforman la bioingeniería 5. Determinar la relación entre medicina e ingeniería 6. Determinar la relación entre medicina y bioingeniería 7. Conocer las aplicaciones de la bioingeniería Palabras clave: Biotecnología, Bioingeniería, Medicina, Ingeniería

1.1 Resumen preliminar La ingeniería biotecnológica, también llamada ingeniería biológica o bioingeniería (incluyendo a la ingeniería de sistemas biológicos), es una disciplina que aplica conceptos y métodos físico- matemáticos para resolver problemas de las ciencias de la vida, utilizando las metodologías analíticas y sintéticas de la ingeniería

1.2 Introducción La palabra “bioingeniería” fue acuñada por el científico y locutor inglés Heinz Wolff en 1954 El término “bioingeniería” también se usa para describir el uso de la vegetación en la ingeniería civil (construcción) La bioingeniería también se aplica a obras de ingeniería ambiental tales como el acondicionamiento del suelo, la estabilización de laderas, el saneamiento de cursos de agua, la protección de costas, la implementación de rompe vientos y barreras de vegetación (incluyendo barreras acústicas y pantallas visuales) y la mejora ecológica de un área

1.2 Introducción Los ingenieros biológicos o bioingenieros usan los principios de la biología y las herramientas de la ingeniería para crear productos útiles, tangibles y económicamente viables. El primer programa para ser ingeniero biológico fue creado en la Universidad de Mississippi en 1967, convirtiéndose en el primer plan de estudios de Ingeniería Biológica en Estados Unidos. Otros programas han sido lanzados recientemente en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad de Utah.

1.3 Concepto de biotecnología La biotecnología es la tecnología que estudia y aprovecha los mecanismos y las interacciones biológicas de los seres vivos (en especial los unicelulares) mediante un amplio campo multidisciplinario para producir bienes y servicios.

1.3 Concepto de biotecnología La Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE, 2010) define la biotecnología como: “La aplicación de principios de la ciencia y la ingeniería para tratamientos de materiales orgánicos e inorgánicos por sistemas biológicos, para producir bienes y servicios”

Aplicaciones de la biotecnología Biotecnología roja: se aplica a los procesos médicos. Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es aquella aplicada en ambientes marinos y acuáticos.

1.4 Concepto de bioingeniería Los ingenieros biológicos intentan imitar a los sistemas biológicos para crear productos o modificar y controlar a los mismos de manera que sustituyan, aumenten o sostengan a los procesos químicos y mecánicos. Los bioingenieros pueden aplicar sus experiencias para otras aplicaciones de ingeniería y tecnología, incluyendo la modificación genética de plantas y microorganismos, la ingeniería de bioprocesos y la biocatálisis.

1.4 Concepto de bioingeniería El Comité de Educación de The Group of Engineering in Medicine and Biology of The Electrical and Electronics Engineers (GEMB/IEEE, 1977) dividió la bioingeniería en tres grandes áreas: Bioingeniería o ingeniería biológica (la más general y básica), se refiere a la biología como un todo; trata de descubrir nuevos fenómenos en los procesos biológicos e intenta clarificar otros ya totalmente conocidos. Ingeniería biomédica o ingeniería médica, contenida en la anterior, pero orientada hacia el hombre; es más pragmática e intenta controlar las enfermedades. Ingeniería clínica y hospitalaria, es la más joven de estas tres divisiones; está contenida en la anterior y se enfoca en los problemas asistenciales de salud, de los hospitales y de los servicios de emergencia.

1.5 La bioingeniería en el mundo Junto al desarrollo explosivo de la bioingeniería en los países desarrollados, se advierte una tendencia marcada a monopolizar este nuevo conocimiento. El Tercer Mundo, mientras tanto, observa impasible cómo se teje una red que, dentro de pocos años, lo privará no sólo del goce de los productos de estas nuevas tecnologías, sino, incluso, de las posibilidades reales de generar una ciencia alternativa (Cuello, 2005).

1.6 La estructura del conocimiento en la bioingeniería Las disciplinas que estructuran a la bioingeniería y que constituyen su plataforma de conocimiento son (Mompín y colaboradores, 1988), las siguientes: • Las ciencias básicas generales • Las ciencias básicas interdisciplinarias • Las disciplinas componentes • Los campos de aplicación

1.7 La educación en bioingeniería Un programa de bioingeniería debe estar orientado a la formación de profesionales capaces de operar sistemas biológicos que utilicen las propiedades de los seres vivos para generar y/o transformar productos de la industria de los alimentos, la farmacéutica, la cosmetológica, de servicios ambientales o de insumos intermedios mejorados, destinados a la industria agrícola, pecuaria, acuícola y de salud humana y animal. La bioingeniería es una aplicación biotecnológica basada principalmente en la biología molecular, la microbiología, la ingeniería genética y la ingeniería de procesos industriales (Herráez, s/a).

1.8 La inserción laboral del bioingeniero 1. Área empresarial 2. Área hospitalaria 3. Centros de investigación 4. Organismos públicos 5. Universidades e instituciones de educación superior

1.9 Instrumentación médica generalizada La instrumentación biomédica trata sobre los instrumentos empleados para obtener información al aplicar energía a los seres vivos y también a los destinados a ofrecer una ayuda funcional o a la sustitución de funciones fisiológicas (Xu, 2005). Un “instrumento” es cualquier dispositivo empleado para medir, registrar y/o controlar el valor de una magnitud que se desea observar. La instrumentación puede considerarse como la ciencia y tecnología del diseño y utilización de los instrumentos.