3. BIOINGENIERÍA Y NECESIDADES HUMANAS
La bioingeniería es una ciencia que tiene un campo de estudio bastante amplio. Ha llegado a crear múltiples metodologías analíticas y sintéticas, mediante la utilización de principios físicos y matemáticos, para aplicar a muchas ciencias relacionadas al mejoramiento de la vida en algunos seres vivos.
El principal enfoque de la bioingeniería es el de la salud y la medicina del ser humano; un elemento de apoyo para esta ciencia ha sido la biotecnología, ya que permite crear y modificar muchos procesos biológicos con fines determinados, como la generación de medicinas, vacunas, prótesis, etcétera.
3.1. Bioingeniería: Generalidades
El principal enfoque de la biotecnología es la medicina, teniendo una gran relación con la ciencia de la biología que nos ayuda a entender los procesos y ciclos biológicos de muchos organismos. Igualmente, nos ayuda a entender las relaciones entre los procesos biotecnológicos y su interacción con las metodologías de manejo y de operación en los sistemas biológicos.
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El desarrollo de la biotecnología involucra a ciencias como la física y la química. Estas son la base para el entendimiento de muchos procesos biológicos en los cuales se van a basar sus estudios.
3.2. Ramas de la bioingeniería
1. Ingeniería de bioprocesos
En la ingeniería de bioprocesos se involucra a todos los organismos vivos y sus respectivos componentes celulares para que provean bienes o servicios a los seres humanos. Cuando hablamos de bienes nos referimos principalmente a la salud y la alimentación.
Salud se refiere a la generación de antibióticos, vacunas, hormonas, ácidos orgánicos, etcétera.
Sin embargo, existen otros bienes, de gran aporte y que no están relacionados con la salud, como los biocombustibles.
En los servicios que proveen bienes a los seres humanos, incluimos a los procesos de biorremediación, tratamiento de efluentes, entre otros. Que en una forma abreviada los podemos denominar bioprocesos.
Un bioproceso es caracterizado por tener:
• Catalizador biológico: Generalmente son enzimas, microorganismos, células vegetales, células animales, células insecto, hongos filamentosos, algas, plantas y animales.
•Biorreactor: Es un recipiente que ayuda a que la reacción ocurra en forma controlada.
2. Ingeniería genética
Este campo de estudio se inició en la década de los 70 y se comenzó a perfeccionar mediante las técnicas de manipulación de ADN, a partir de los análisis iniciales de esta molécula de la vida se llamó así a estos procesos.
Su principal enfoque es el estudio de la molécula de la herencia o ADN, lo que se hace mediante la introducción de ADN modificado a células vivas e incorporando como parte del material genético de estas. Numerosas investigaciones surgieron a partir de esta molécula; por ejemplo, la fracción del ADN humano que regula la síntesis de insulina. Estas técnicas también son incorporadas en temas de gran ayuda para la sociedad, ya que permiten solucionar problemas relacionados, principalmente con la salud.
Ingeniería genética en bacterias
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Las bacterias son los organismos más analizados dentro del campo de la ingeniería genética. La bacteria más usada es la Escherichia coli. Sin embargo, en el campo de la microbiología existen muchas bacterias estudiadas con gran importancia para la salud humana.
Ingeniería genética en animales
La manipulación genética en animales tiene diversos enfoques; entre estos están: generar animales con enfermedades de interés médico humano para investigaciones, aumentar el rendimiento en la producción del ganado, de la elaboración de fármacos, entre otros. Los animales que se han llegado a producir mediante técnicas de ingeniería genética animal incluyen a:
Peces transgénicos
Mamíferos
Ingeniería genética en plantas
Actualmente, existen más de cuarenta especies de plantas modificadas genéticamente o transgénicas las que han conseguido tener características que no poseían como ser resistentes a enfermedades producidas por virus, a bacterias e incluso a insectos. También han desarrollado distintas mejoras como el aumento de la calidad y de la producción de un producto de interés comercial y agrícola, lo que refuerza su resistencia a diferentes factores ambientales.
En los productos de interés humano, como las plantas que dan frutos, la ingeniería genética ha ayudado a que tengan una maduración lenta y que lleguen al consumidor conservando su sabor, color, olor y textura intactos. La biotecnología ha permitido el desarrollo de plantas transgénicas que tienen un alto potencial a nivel farmacológico, generando anticuerpos, hormonas y hasta proteínas.
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Ingeniería biomédica
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Dentro de la ingeniería biomédica es muy común referirse a conceptos de medicina y biología. En esta rama se combina el diseño y la capacidad de resolver problemas para el mejoramiento de la salud humana, de ese modo generar un diagnóstico y dar un tratamiento adecuado a los pacientes. Esta rama debido a lo extensa y compleja, ha surgido como una disciplina en la cual se enfoca la gran parte de la comunidad científica mundial.
Esta evolución interdisciplinaria dentro del campo de la biomédica consiste, principalmente, en la investigación y el desarrollo, por lo tanto abarca un gran rango de subcampos.
Biomimética
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La biomimética o biomimetismo es una ciencia, dentro del campo de la biomedicina, que estudia a la naturaleza como fuente interminable de ideas e inspiración para la generación de dispositivos y artefactos tecnológicos que ayuden a resolver los problemas de los humanos, los cuales la naturaleza, en su evolución ya los ha solucionado. La biomimética, además, es utilizada en la literatura científica y en las ingenierías, ya que hace referencia a los procesos de comprensión y aplicación de soluciones que da la naturaleza, estos procesos se muestran como principios biológicos, biomateriales o de cualquier otra índole para colaborar a la solución de los problemas humanos.
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Janine Benyus realizó una afirmación que va muy de acuerdo con la biomimética, ella dijo: «El primer nivel es imitar la forma natural. Pero se puede acceder a un segundo nivel, que es cuando se imita el proceso natural. Y un tercero, copiando el funcionamiento de los ecosistemas».
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