I3A - Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón

Ingeniería Biomédica
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cerrarRadiotherapy treatment planning system
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cerrarBone modelling
Biomedical Engineering
Ingeniería Biomédica
La división de Ingeniería Biomédica es un claro ejemplo del enfoque multidisciplinar del I3A, ya que auna especialistas en biología, medicina, físicas, matemáticas e ingeniería que coopoeran para desarrollar soluciones tecnológicas que mejoren la salud y la calidad de vida.  Las tecnologías actuales de diagnóstico, monitorización, terapia, cirugía y asistencia a los discapacitados engloban casi todos los campos de la ingeniería. Las líneas generales de investigación son:
 
  • Ingeniería de tejidos y biomateriales
  • Modelado biológico y biomecánica
  • Tratamiento de señales y imágen médica. Instrumentación médica
  • Tecnologías preventivas y asistenciales
 
Palabras clave
 
Mecanobiología, biomateriales, ingeniería de tejidos, microfluídica, biorreactores, dispositivos de diagnóstico, modelado del comportamiento celular, comportamiento microestructural de biomateriales, electrofisiología cardiaca, telemedicina, codificación automática de señales biomédicas, protocolos de transmisión de información biomédica, sensores inteligentes, algoritmos de visión por computador para detección humana, rastro y reconocimiento de actividad, diseño de prótesis, células madre mesenquimales, terapias de enfermedades neurodegenerativas, genómica y genética de priones, interfaces hombre-máquina adaptados, localización y guía en entornos interiores y exteriores.


Proyectos Clave

Muchas enfermedades raras causan problemas de salud crónicos o incluso ponen en peligro la vida. El impacto en la calidad de vida de los pacientes afectados, de los cuales muchos son niños, es...
Muchas enfermedades raras causan problemas de salud crónicos o incluso ponen en peligro la vida. El impacto en la calidad de vida de los pacientes afectados, de los cuales muchos son niños, es significativo. Hasta la fecha, un número limitado pero creciente de los llamados medicamentos huérfanos (medicamentos para enfermedades raras) están llegando a los pacientes. Sin embargo, la mayoría de las enfermedades raras aún no tienen ningún tratamiento efectivo. El desarrollo de nuevos sistemas humanos para el descubrimiento de fármacos, por lo tanto, representa una importante prioridad de salud pública. 
 
"Organs-on-a-chip" basado en tecnología microfluídica representa una poderosa herramienta para investigar mecanismos de enfermedades raras y probar nuevos medicamentos y tratamientos debido a su capacidad para imitar la arquitectura de microambiente a medida inspirada en funciones a nivel de órganos in vivo. Sin embargo, debido a la variabilidad en los mecanismos de enfermedades raras de un paciente a otro, la tecnología "Organs-on-a-chip" necesita ser más precisa y transmitir hacia la medicina personalizada. 
 
Las células madre pluripotentes inducidas por el ser humano (iPSC) tienen un gran potencial en la ingeniería de "Organs-on-a-chip", ya que se derivan de manera compatible con el paciente, lo que las convierte en una excelente fuente para construir modelos humanos para la detección personalizada de fármacos, así como para comprender los fundamentos de enfermedades específicos del paciente. 
 
Para proporcionar una plataforma miniaturizada novedosa para la investigación de enfermedades raras capaces de abordar los problemas candentes de la medicina de precisión en la actualidad, CISTEM reunirá y sinérgicamente varias direcciones de investigación muy prometedoras que con demasiada frecuencia se investigan por separado a nivel académico pero también a nivel industrial. Basado en 4 paquetes de trabajo, el proyecto CISTEM RISE se implementará mediante la explotación de la experiencia complementaria de sus socios y la creación de sinergias entre ellos a través de las comisiones de personal específicas.
El proyecto CURABONE pretende avanzar en el avance y combinación de distintas tecnologías, para conseguir tratamientos de paciente específico en caso de fracturas óseas.  En particular, se...
El proyecto CURABONE pretende avanzar en el avance y combinación de distintas tecnologías, para conseguir tratamientos de paciente específico en caso de fracturas óseas.  En particular, se centrará en casos de prótesis de hombro, prótesis de rodilla, cirugía maxilofacial e incluso en ingeniería de tejidos. El objetivo final es ayudar a los médicos a tomar las decisiones mejores para cada paciente e incluso planificando sus terapias de rehabilitación. Para conseguir este objetivo se van a desarrollar estrategias multiescala que describan el problema desde la biomecánica del sistema musculoesquelético hasta los procesos mecanobiológicos a nivel celular.
 
El proyecto CURABONE, ITN-EID de las acciones Marie Curie financiadas por la comisión europea (GA no 722535, H2020-MSCA-ITN-2016), está formado por un consorcio de universidades, empresas y hospitales para la implementación de un Doctorado Industrial Europeo (2017-2021). Es el primer proyecto de esta tipología que se coordina desde la Universidad de Zaragoza con un presupuesto total de más de 1’2 millones de euros. 
Conocer los ritmos de envejecimiento del corazón y desarrollar patrones que ayuden a prevenir las arritmias son algunos de los objetivos del  proyecto Modelage, liderado por Esther Pueyo,...
Conocer los ritmos de envejecimiento del corazón y desarrollar patrones que ayuden a prevenir las arritmias son algunos de los objetivos del  proyecto Modelage, liderado por Esther Pueyo, investigadora del grupo BSICoS. Este proyecto ha sido seleccionado dentro de la primera convocatoria Starting Grant del programa Horizonte 2020 de la Unión Europea en la que han competido más de 3.200 propuestas.
 
El proyecto pretende avanzar en la caracterización del envejecimiento del corazón y arrojar luz sobre los variados ritmos de envejecimiento de distintas personas, lo cual puede tener importantes repercusiones en la predisposición de un individuo a sufrir arritmias cardiacas. Para lograr el objetivo se combinarán la experimentación in vitro de biopsias cardiacas, el análisis in vivo de electrocardiogramas y el desarrollo de modelos computacionales representativos de la actividad del corazón a distintos niveles, desde la célula hasta la superficie corporal. Además del impacto científico que esto puede suponer, su repercusión socioeconómica es también de gran importancia, pues, en última instancia, los avances del proyecto Modelage contribuirán a desarrollar herramientas no invasivas de apoyo a la toma de decisiones médicas, contribuyendo con ello a avanzar en la medicina preventiva personalizada.
El objetivo de POSITION-II es aportar innovación en el desarrollo y producción de catéteres inteligentes mediante la introducción de plataformas de tecnología abierta para miniaturización,...
El objetivo de POSITION-II es aportar innovación en el desarrollo y producción de catéteres inteligentes mediante la introducción de plataformas de tecnología abierta para miniaturización, conversión AD en la punta, dispositivos MEMS de ultrasonido y encapsulación. 
 
Las plataformas de tecnología abierta generarán el volumen de producción que permitirá la innovación sostenible. La disponibilidad de plataformas de tecnología abierta dará como resultado nuevos instrumentos que tienen un mejor rendimiento, nuevas capacidades de detección e imagen, mientras que la escala de volumen dará como resultado menores costos de fabricación. La producción de los "cerebros" de estos catéteres inteligentes tendrá lugar en Europa, y muchos socios europeos aportarán tecnologías esenciales. 
 
El proyecto POSITION-II consolidará la posición principal de Europa como fabricante de infraestructura de laboratorio de cateterismo, ya que estos nuevos catéteres inteligentes se integrarán perfectamente en las plataformas de hardware y software del laboratorio de cateterismo. Al combinar los diferentes datos de detección e imagen, se logrará una experiencia de laboratorio de cateterismo más intuitiva. 
 
Mirando hacia el futuro, POSITION-II prepara a la industria electrónica europea para la próxima revolución en implantes sanitarios y bioelectrónicos. Se espera que los implantes de bioelectrónica reemplacen una fracción considerable de la medicina tradicional por estimulación directa de los nervios. Las plataformas de miniaturización y encapsulación suave desarrolladas en POSITION-II serán el marco tecnológico ideal para la fabricación de estos implantes bioelectrónicos. Las plataformas tecnológicas desarrolladas en POSITION-II son demostradas por cinco demostradores de productos desafiantes que cubren FRR, IVUS, ICE, EP y terapia celular, así como un implante bioelectrónico para tratar la cefalea en racimos.
 
 
PRIMAGE abordará el estudio de dos tipos de cáncer pediátrico que tienen una alta mortalidad y complejidad terapéutica: el neuroblastoma y el glioma difuso de troncoencéfalo.  El consorcio...
PRIMAGE abordará el estudio de dos tipos de cáncer pediátrico que tienen una alta mortalidad y complejidad terapéutica: el neuroblastoma y el glioma difuso de troncoencéfalo.  El consorcio explotará la información de precisión proporcionada por la imagen médica para establecer las características de los tumores, su pronóstico y la respuesta esperada al tratamiento a través de lo que se conoce como radiómica, biomarcadores de imagen e inteligencia artificial. Este conocimiento será trasladable a todos los hospitales y centros europeos especializados en este tipo de cáncer infantil. Por las peculiaridades de la aproximación computacional a estos dos tipos de tumores propios de la infancia, la investigación en este campo será también aplicable en otro tipo de tumores.
 
En este proyecto participan 16 instituciones europeas de alto prestigio, está financiado con más de 10 millones de euros a través del programa europeo Horizonte2020, tendrá una duración de 4 años y es uno de los mayores hitos en financiación y reconocimiento científico conseguido en España. 
 
Los dispositivos microfluídicos manipulan pequeñas cantidades de fluido, lo que permite realizar ensayos analíticos rentables, rápidos, precisos y de alto rendimiento. El progreso en la...
Los dispositivos microfluídicos manipulan pequeñas cantidades de fluido, lo que permite realizar ensayos analíticos rentables, rápidos, precisos y de alto rendimiento. El progreso en la microfluídica tiene un gran impacto en el monitoreo de la contaminación ambiental, la detección de riesgos biológicos y la biomedicina, lo que contribuye al desarrollo de nuevas herramientas para la detección de drogas, estudios biológicos, diagnósticos en puntos de atención y medicina personalizada. A pesar de este enorme potencial, el crecimiento del mercado de microfluídica está fuertemente limitado por la complejidad y los altos precios de los equipos fuera de chip a gran escala requeridos y su costo operativo. 
 
PRIME utilizará la impresión 4D recientemente introducida de elastómeros de cristal líquido para la implementación directa y la integración de válvulas y bombas accionadas por luz en un chip microfluídico. La impresión por chorro de tinta producirá nuevos sensores ultrasensibles y selectivos integrados en el chip y legibles con luz. El dispositivo final será direccionado y leído de forma remota utilizando elementos fotónicos simples que pueden integrarse en dispositivos de lectura y operación compactos, portátiles y económicos. PRIME goes beyond the state-of-the-art generating a robust platform to create a new generation of active, tubeless and contactless microfluidic chips effectively changing the currently established paradigm. 
 
PRIME desarrollará una plataforma radicalmente nueva que:
  • integra todos los materiales y elementos sensibles necesarios en el chip, proporcionándole efectivamente todas las funciones fluídicas y de detección
  • utiliza materiales compatibles y tecnologías de fabricación que hacen que la producción industrial futura sea viable y rentable
  • permite implementar con una amplia libertad de diseño una gran cantidad de nuevos chips microfluídicos integrados de forma inteligente y fáciles de operar
 
Por lo tanto, PRIME reducirá la brecha entre la microfluídica y los laboratorios no especializados y los usuarios finales, lo que permitirá la difusión y penetración de la tecnología en diversos campos de aplicación, así como su expansión geográfica a áreas donde los equipos grandes son difíciles de transportar o los recursos son escasos.
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