Bioingeniería

Resumen –En este informe se realizó una
investigación sobre la bioingeniería con sus
diversas ramas además aplicaciones en los diferentes y
adecuados ámbitos en los que se desarrolla,
enfatizándonos en la biomecánica donde especifico
algunos aspectos importantes y seguridades a tomar en cuenta
sobre los implantes.

• Introducción

EL SURGIR DE LA BIOINGENIERIA:

Este nacimiento se dio por una casualidad
histórica al surgir la segunda guerra mundial ingenieros,
químicos y físicos fueron reunidos para
diseñar y elaborar armas, transporte para los
países involucrados, los pocos biólogos que
quedaron ya con varios conocimientos electrónicos
continuaron en este campo surgiendo así los bioingenieros
(termino que para este entonces aún no se adoptaba), son
quienes unen la avanzada tecnología con la
ingeniería de ciencia biológica. [6]

DESARROLLO:

• La
  Bioingeniería

Una disciplina muy joven pero con un grandioso futuro,
trata de fusionar la ingeniería con la medicina, basado en
el desarrollo medico combinando innovadores materiales
tecnológicos (prótesis, material de repuesto) para
dar soluciones a problemas de salud en las personas

La bioingeniería es una serie de técnicas
donde hace una combinación de materia
inerte con materia viva. [2]

Estructura de la Bioingeniería

Disciplinas que arman y componen su patrimonio de
conocimiento [7]

• A. Ciencias Básicas Generales
  (Biología, química, Computación,
  Electrónica, matemática)

• B. Ciencias Básicas
  Interdisciplinarias (Biofísica,
  Biomatemática)

• C. Disciplinas Componentes (
  bioinstrumentación, Biomecánica,
  Bioelectrónica)

• D. Campos de
  Aplicación

Aplicación de la Bioingeniería

La aplicación de la bioingeniería se da en
tres áreas que son: la prevención, el
diagnóstico, el tratamiento y
rehabilitación.

La robótica
es muy importante ya que sirve para  implementar nuevas
tecnologías en las cirugías. [5]

Campo en los que se Desarrolla

Los más importantes son: Biomateriales;
Ingeniería Biomédica; Ingeniería
Hospitalaria; Biomecánica; Bioóptica; Biosensores;
Ingeniería Clínica y de Rehabilitación;
Imágenes Médicas; Informática
Médica; Órganos Artificiales; Procesamiento de

Señales Biológicas;
Telemedicina; y todo lo que concierne a la Tecnología
Médica. [9]

• Ingeniería
  biomédica

Áreas de conocimiento

Este es un esquema de un
amplificador de instrumentación usado en biomedicina
para el control de señales biológicas de
pequeño voltaje.

La ingeniería biomédica es reconocida como
un campo multidisciplinar, la influyen diversos campos y fuentes
de información.

• 1. BIOMATERIALES

Fig.: Imagen de
un Biosensor

Reducen el tiempo de curación y convalecencia de
enfermedades o traumatismos mejorando así la calidad de
vida de las personas.

Hay que cumplir una condición esencial y es que sea
incompatible es decir que sea aceptado por el sistema inmunitario
humano

Algunos elementos empleados son el Metal, el Cerámico,
el polímetro.

Cuando estos materiales son biodegradables desaparecen cuando
ya no son necesarios lo cual representa una gran ventaja.

Tabla de valores Biomateriales

• BIOMECANICA:

Su término antecesor es kinesiología
(ciencia del movimiento del sistema musculo-esquelético).
La biomecánica describe la parte de la ciencia del
movimiento interno y externo relacionado o con el sistema musculo
esquelético o con los principios mecánicos
aplicados al movimiento. [4]

Utiliza conocimientos de la biónica, mecánica,
ingeniería,
la anatomía,
la fisiología
y más para estudiar el comportamiento del cuerpo
humano

Es la ciencia que examina las fuerzas
internas y externas que actúan sobre el cuerpo humano y el
efecto que ellas producen [3]

IMPLANTES

Una definición sencilla de un implante es un
dispositivo tecnológico empleado para sustituir una
estructura biológica dañada en su totalidad o para
mejorar una estructura biológica existente.

La superficie de estos, que contacta con el cuerpo es de
un material biomédico, tal como el titanio, silicona o
apatita. [16]

Existen implantes electrónicos, por ejemplo, un
marcapasos artificial y los implantes cocleares. O pueden ser
Bioactivos como son los dispositivos de administración de
fármacos por vía subcutánea.

Para realizar este tratamiento existen muchos factores a
ser tomados en cuenta antes de realizarlos como por ejemplo
resistencia o tensión del material cargas aplicadas
además de esto es muy importante hacer un estudio previo
de la patología y tipo del paciente a ser
intervenido.

La Biscoelasticidad es el comportamiento de un fluido
viscoso y un sólido elástico

Para Implantes Traumatológicos hay que tomar en
cuenta

•Primero un estudio biomecánico de la
articulación

•segundo un estudio cinemático: ejes y
planos de

Movimiento, fuerzas y momentos que influyen

•luego un estudio cinético: elementos
individuales actuantes

Fig.: Implantes
traumatológicos

tomado del PDF Ing. Pablo R. Carbonell
– Octubre 2009 [17]

• BIOTRIBOLOGIA:

Es la ciencia que estudia el desgaste o Pérdida
de material debido a factores químicos o mecánicos
tenemos

•Adhesivo: elemento que se adhiere a
otro

•Fatiga: elemento que supera límites de
rotura y se desprende

•Abrasivo: elemento que se desprende de
otro

•Por corrosión: elemento que se desprende
por factores químicos

IMPLANTES DENTALES

Biocompatibilidad en materiales dentales, se emplea el
término Biomaterial citado por Macchi (2001) el material
siempre debe comportarse igual por largo tiempo, claro siguiendo
algunas instrucciones como una buena indicación,
apropiados procedimientos de manipulación para su buen
uso. Esto materiales implantados siempre tienen que cumplir con
ciertas propiedades biológicas, físicas,
químicas y mecánicas.

Biotolerados: (hueso e implante no interviene

tejido)

Bioinertes: (hueso e implante existe contacto

directo)

Bioactivos: (hueso e implante presente una

conexión de enlaces
químico-físicos)

Frentes en el que trabaja actualmente la
biomecánica: según la revista del IBV
(instituto biomecánica valencia) [12]

Está enfocado en lograr confort,
seguridad máxima, mejor rendimiento
en:

• Calidad en el interior de
  vehículos

• Confort en el tranvía

• Homologación de instalaciones
  para pádel

• Laboratorio para la homologación
  de tatamis

• Prendas calefactables de ITURRI para
  combatir el frío extremo

• Mejorar el equilibrio con
  videojuegos

• Kinescan/IBV v11: Valoración
  biomecánica en tiempo real

• Orientación profesional a
  personas con discapacidad intelectual

• Mascarilla nasal para la apnea del
  sueño

La Bioingeniería en el Futuro

Tiene una amplia perspectiva tanto en Innovadores

avances tecnológicos para el desarrollo de nuevos

materiales sintéticos, como en la
microelectrónica y la bioinformática que
facilitaran la
producción de biochips (bionanotecnológia), de
órganos artificiales y prótesis artificiales donde
se combinen diseños de la avanzada ingeniería con
recursos
biológicos. [11]

• CONCLUSIONES:

Como podemos observar la bioingeniería es una
ciencia muy importante y demasiado amplia que nos abre nuevos
horizontes hacia un buen futuro, a la vez esta disciplina es muy
apasionante, ideal para nuevas investigaciones e inventar
innovadoras tecnologías que sirvan para el bien de las
personas en general además estas diversas ramas son de
gran importancia para personas que buscamos la superación
intelectual en el estudio de la ciencia

• Referencias

[1] Instituto de ciencias de materiales de
Aragon (ICMA) http://www. Unizar.es./icma/
??????????????

[2] Ing. Wilver Auccahuasi Aiquipa
"Ingeniería biomédica o bioingeniería"

http://www.usmp.edu.pe/vision2011/exposiciones/14.bioingenieria.pdf

[3] Enoka, R. (1988). Neuromechanical Basis
of Kinesiology. Human Kinetics. Champaing, Illinois.

[4] Gustavo ramón S (universidad de
granada) /PDF

[5]Puntual "Bioingeniería Medica"
www.diariopuntual.com.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=14204&catid=71&Itemid=73

[6]http://www.bioingenieros.com/historia.asp

[7] Libro Introducción a la
bioingeniería

[9]Información
"Bioingeniería"
http://www.bioingenieria.edu.ar/extension/la_facultad/carreras/qesbioing.htm

[10] Enrique J. Gómez Aguilera
"Bioingeniería" http://www.educa2.madrid.org/web/educamadrid/principal/files/c7827e52-4001-4b73-99b7-3868374f71a7/Presentacion-BIO-GBT-alumnos.pdf

[11]Nubia Rincón Mosquera
"Bioingeniería" http://bioingenieria.net78.net/bioingenieria.pdf

[12] Revista semestral creada en 1993 por
el Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV). www.ibv.org

[13]Douglas. Profesor agregado del
Departamento de Ciencias Básicas de la Facultad de
Odontología de la Universidad de Carabobo.

[14]http://www.fundacioncarraro.org/descarga/dr-bernardes-2011.pdf

[15]http://www.uca.edu.ar/uca/common/grupo8/files/biomecanicaFabricacionDeProtesis.pdf

[16]http://es.wikipedia.org/wiki/Biomec%C3%A1nica

[17] Biomecánica articular y
sustituciones protésicas – M.Comín, R. Dejoz,
C.Atienza, J.Prat, J.L. Peris, P.Vera,A.Gil, C.Reig. – Instituto
de Biomecánica de Valencia (1998).

[18] Bearing Surfaces in Total Hip
Replacements – State of the Art and Future Development – Harry
A.McKellop, Ph.D. (2000)

Autor:

César Eduardo Vicuña
Lojano

cvicunal[arroba]est.ups.edu.ec

Universidad Politécnica Salesiana
(Sede Cuenca)