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Ingeniería Biomédica Y Nanobiotecnología 
Andrea Sazo, Juan José Escobar, Brandon Morales, Nadly López, Jorge Iván Cifuentes 
Ingeniería Biomédica, Universidad Mariano Gálvez de Guatemala 
E-mail: researchnano20@gmail.com 
Resumen 
La ingeniería biomédica es la aplicación de los principios de la ingeniería para resolver 
problemas relacionados con las ciencias de la salud, por su parte, la nanociencia es el estudio 
de la materia a escala nanométrica mientras que la nanotecnología es el diseño, el control y 
la manipulación de la materia igualmente a nanoescala. Una aplicación de la ingeniería 
biomédica es el diseño y construcción de prótesis las cuales son dispositivos que suplen de 
forma temporal o fija una parte, órgano o tejido, para poder crear estos dispositivos se 
requieren de ciertos materiales, las nanoestructuras es el punto de partida en creación y 
maleabilidad que tienen algunos materiales para la creación de estructuras a escala 
nanométrica que proporcionan avances en la rama de la nanotecnología y biomédica. La 
nanobiotecnología se puede considerar como un área derivada de la nanotecnología que se 
enfoca en los mecanismos de la fisiología celular y molecular, la nanotecnología posee 
diferentes aplicaciones en la medicina, la nanomedicina engloba las diversas aplicaciones 
directas del nanobiotecnología en el tratamiento, prevención y diagnóstico de enfermedades 
humanas, una de ellas es la nanoodontología que promete el mantenimiento de la salud oral 
mediante el uso de los nanomateriales y nanorobótica dental, con la nueva posibilidad de 
tratamientos en odontología que incluyan diagnóstico de cáncer. La nanotecnología ayuda 
grandemente en investigaciones cerebrales y cáncer, por medio de sus distintas herramientas 
puede ayudar a miles de vidas humanas, y a su vez esta aporta diferentes avances en las 
distintas áreas de la sociedad. 
PALABRAS CLAVE: Biomecánica, diagnósticos, desarrollo, ingeniería biomédica, 
instrumentos médicos, medicina, nanobiotecnología, nanoestructuras, nanomateriales, 
nanomedicina, nanopartículas, nanotecnología, organismos vivos, técnicas, tecnologías, 
tratamientos médicos. 
Abstract 
Biomedical engineering is the application of engineering principles to solve problems related 
to health sciences, meanwhile, nanoscience is the study of matter at the nanometric scale 
while nanotechnology is the design, control and manipulation of matter also at the nanoscale. 
An application of biomedical engineering is the design and construction of prostheses which 
are devices that temporarily replace or fix a part, organ or tissue, to create these devices 
certain materials are required, nanostructures is the starting point in creation and malleability 
mailto:researchnano20@gmail.com
that some materials have for the creation of nanometric-scale structures that provide advances 
in the field of nanotechnology and biomedicine. Nanobiotechnology can be considered as an 
area derived from nanotechnology that focuses on the mechanisms of cellular and molecular 
physiology, nanotechnology has different applications in medicine, nanomedicine 
encompasses the various direct applications of nanobiotechnology in treatment, prevention 
and diagnosis of human diseases, one of them is nanoodontology, which promises the 
maintenance of oral health through the use of nanomaterials and dental nanorobotics, with 
the new possibility of dental treatments that include cancer diagnosis. Nanotechnology helps 
greatly in brain and cancer research, through its different tools it can help thousands of human 
lives, and in turn it brings different advances in different areas of society. 
KEYWORDS: Biomechanics, biomedical engineering, development, diagnostics, living 
organisms, medical instruments, medical treatments, medicine, nanobiotechnology, 
nanomaterials, nanomedicine, nanoparticles, nanostructures, nanotechnology, techniques, 
technologies. 
Introducción 
Con este artículo se pretende dar a entender lo que es la ingeniería biomédica y como la 
aplicación de los principios fundamentales de la ingeniería en conjunto con la tecnología nos 
permiten avanzar en los problemas actuales que se presentan en el ambiente de la medicina. 
Desde su enfoque en la morfología humana se presentarán varios tipos de tecnologías que 
van de la mano con los avances médicos de la actualidad, como la implementación de la 
Nanotecnología que viene siendo el diseño, control y manipulación de materiales a una escala 
nanométrica, a su vez que se explicaran algunos nanomateriales utilizados durante estos 
procesos o como el desarrollo de nano-bots que nos han permitido tener un enfoque diferente 
a diversos problemas. También nos enfocaremos en tecnologías relacionadas a la 
biomecánica que es una rama de la física que se enfoca en el estudio del movimiento y la 
formación de fuerzas que lo permiten enfocados en organismos vivos, un ejemplo claro de 
esto son las prótesis que tienen una gran variedad en sus implementaciones y como estos 
poco a poco van abarcando tanto en su accesibilidad como en la sustitución de las diferentes 
partes del cuerpo con el fin de mejorar la calidad de vida del paciente y su reimplementación 
tanto al ámbito laboral como social. Como se puede ver existen diferentes enfoques que se 
puede manejar en la ingeniería biomédica por lo que en este articulo se pretende resumir 
algunos de los mas relevantes para mostrar una proyección al lector de lo que nos depara el 
futuro. 
Ingeniería Biomédica 
La ingeniería biomédica es la aplicación de los principios de la ingeniería para resolver 
problemas relacionados con las ciencias de la salud. Un ingeniero biomédico posee 
conocimientos y criterios químicos, eléctricos, electrónicos y mecánicos. A su vez, aplica las 
herramientas de análisis y diseño, provenientes de la ingeniería, para la creación de 
dispositivos utilizados en el diagnóstico y tratamiento de pacientes, como también para el 
diseño del software empleado en ambientes hospitalarios. Dado que el ingeniero biomédico 
aplica estos conocimientos en el sector salud, es indispensable que conozca de anatomía, 
fisiología, bioquímica, entre otras ramas de estudio de la medicina. 
Una actividad típica de los ingenieros biomédicos es la investigación de nuevos materiales 
para la fabricación de prótesis, tanto externas como internas. Igualmente, se encargan de 
analizar los peligros que puedan presentar dispositivos médicos, con objeto de asegurar la 
eficacia del equipo y no afectar la integridad del paciente. El diseño de sistemas de telemetría 
para el seguimiento de pacientes también es labor del ingeniero biomédico. Por lo general, 
los ingenieros biomédicos que se desenvuelven en hospitales y ambientes clínicos son los 
responsables de la instrumentación y todos los sistemas de tecnología utilizados en los 
hospitales. También se encargan de capacitar al personal de salud para un correcto uso de las 
diversas tecnologías.1 
Nanociencia 
Dos disciplinas que están tomando más auge en la actualidad son la nanociencia y la 
nanotecnología. Por su parte, la nanociencia es el estudio de la materia a escala nanométrica, 
es decir, que se estudian los átomos y moléculas que se encuentran en un rango de 1 a 100 
nm. Algunos fenómenos que se observan a esta escala no pueden explicarse con las leyes de 
la mecánica clásica, por lo que la nanociencia es considerada distinta de las demás disciplinas 
y para llevar a cabo su estudio es necesario hacerlo mediante la mecánica cuántica.2 La 
nanociencia es multidisciplinaria, dado que se vale de otras ciencias como la física, la 
química, la ciencia de los materiales y la biología para estudiar las propiedades y el 
comportamiento que tienen los nanomateriales y las nanoestructuras. En la Figura 1 se 
muestra una comparación de diversas escalas que permite comprender qué significa un 
nanómetro, considerando que es la mil millonésimaparte de un metro. 
 
1 Bronzino, Joseph D. “Introduction to Biomedical Engineering.” 
2 Mendoza, Sandra M. “Exploiting molecular machines on surfaces.” 
 
Figura 1. Comparativa de escalas.3 
Nanotecnología 
Mientras que la nanociencia se encarga del estudio de los fenómenos a nanoescala, la 
nanotecnología es el diseño, el control y la manipulación de la materia igualmente a 
nanoescala. La nanotecnología también es multidisciplinaria, entre las cuales se pueden 
destacar la física, la biología, la química, la medicina, la electrónica, entre otras. 
Con nanotecnología es posible crear nanoestructuras y nanomateriales que contienen 
propiedades de interés para aplicaciones específicas. Al modificar la posición de los 
componentes de una nanoestructura o un nanomaterial, los cambios resultan bastante 
significativos y es gracias a eso que las propiedades que caracterizan el objeto pueden 
transformarse.4 Sistemas químicos, biológicos y físicos pueden ser fabricados con 
nanotecnología. Estos sistemas se encuentran en el rango de las moléculas o átomos 
individuales. Con nanotecnología también se hace referencia a la formación de 
nanocompuestos, donde nanomateriales son integrados a sistemas más grandes.5 
De acuerdo a la reorganización de los átomos para la fabricación de nanomateriales, 
nanoestructuras y nanodispositivos, se encuentra que la nanotecnología se clasifica en dos 
tipos: Top-Down y Bottom-Up. La primera significa “de arriba hacia abajo” y se refiere al 
ensamblaje de estructuras a través de la manipulación de componentes de dispositivos más 
grandes.6 Se inicia con un material que va disminuyendo en tamaño hasta conseguir objetos 
pequeños. Este tipo de nanotecnología es muy utilizado en la industria electrónica, donde con 
la miniaturización de componentes se han ido construyendo dispositivos eficientes. La 
 
3 Mendoza, Sandra M. “Nanociencia y nanotecnología en carreras de ingeniería.” 
4 Mendoza Uribe, Guadalupe, et al. “La nanociencia y la nanotecnología: una revolución en curso.” 
5 Nasrollahzadeh, Mahmoud, et al. “An Introduction to Nanotechnology.” 
6 Nasrollahzadeh, Mahmoud, et al. “An Introduction to Nanotechnology.” 
segunda significa “de abajo hacia arriba” y se refiere al mecanismo por el cual se fabrican 
nanoestructuras o nanodispositivos a partir del autoensamblaje de átomos y moléculas. Es el 
método por el cual se reparan órganos y tejidos.7 En la Figura 2 se observa un diagrama con 
los dos tipos de nanotecnología. 
 
Figura 2. Tipos de nanotecnología.8 
Grafeno 
El grafeno es una nanoestructura bidimensional que posee la apariencia de un panal de abejas 
debido a la configuración de los átomos de carbono que es hexagonal.9 Los átomos están 
posicionados en cada uno de los vértices hexagonales, formando una red, y proporcionando 
propiedades como flexibilidad, fuerza, transparencia y conductividad eléctrica.10 La 
superficie del grafeno posee algunas ondulaciones y es únicamente de un átomo de espesor. 
 
7 Nasrollahzadeh, Mahmoud, et al. “An Introduction to Nanotechnology.” 
8 Nasrollahzadeh, Mahmoud, et al. “An Introduction to Nanotechnology.” 
9 Rodríguez Gonzales, Claramaría, et al. “Propiedades y aplicaciones del grafeno.” 
10 Nasrollahzadeh, Mahmoud, et al. “An Introduction to Nanotechnology.” 
A inicios de su descubrimiento, el grafeno fue estudiado como parte de otras nanoestructuras. 
No obstante, ahora el grafeno es considerado como un bloque básico de construcción para 
formar otro tipo de alótropos de carbono. La alotropía es la propiedad en la que hay dos o 
más estructuras moleculares o cristalinas conformando otra estructura. Si el grafeno se coloca 
simulando la estructura de un balón, se obtienen los fullerenos. Por otro lado, si el grafeno se 
enrolla, se obtienen nanotubos. Finalmente, si el grafeno se superpone tridimensionalmente, 
se forma el grafito, como se muestra en la Figura 3.11 
 
Figura 3. Alótropos de carbono a partir del grafeno: fullereno, nanotubos y grafito.12 
Dado que el grafeno permite la transmisión de electrones, una aplicación es la elaboración 
de transistores de carbono. También es capaz de absorber moléculas de gas, permitiendo un 
dopaje con electrones o huecos en su superficie. El polvo de grafeno es utilizado en baterías 
eléctricas debido a la alta conductividad.13 
Nanotubos de carbono 
Los nanotubos de carbono son nanoestructuras formadas por una red de grafito hexagonal 
enrollada a modo de cilindro. Pueden ser de pared múltiple, cuando tienen varias capas, o de 
pared simple, cuando solo tiene una capa (Figura 4). Los nanotubos de carbono poseen 
propiedades muy valoradas, como su resistencia mecánica, su estabilidad química, buena 
conductividad eléctrica, su estructura tubular, entre otras.14 
Los nanotubos de pared múltiple tienen aplicaciones como biosensores en implantes de 
sistemas ortopédicos, debido a que permiten llevar un control del crecimiento de los huesos 
 
11 Rodríguez Gonzales, Claramaría, et al. “Propiedades y aplicaciones del grafeno.” 
12 Wujcik, Evan K., et al. “Nanotechnology for implantable sensor: carbon nanotubes and grapheme in 
medicine.” 
13 Rodríguez Gonzales, Claramaría, et al. “Propiedades y aplicaciones del grafeno.” 
14 Balandrán Quintana, René R., et al. “Nanotubos de carbono y bionanotecnología.” 
por medio de técnicas de detección electroquímicas.15 Por otro lado, los nanotubos de pared 
simple son utilizados, igualmente como biosensores, para la detección y obtención de 
imágenes de moléculas individuales. Dada la buena conductividad eléctrica que poseen, los 
nanotubos de carbono también son utilizados como cableado de circuitos 
microelectrónicos.16 
 
Figura 4. Nanotubos de carbono. a) De pared múltiple y b) de pared simple.17 
Prótesis externas 
Una aplicación de la ingeniería biomédica de suma importancia desde hace muchos años es 
el diseño y construcción de prótesis. Las prótesis son dispositivos que suplen de forma 
temporal o fija una parte, órgano o tejido ya sea que mejoren una función del cuerpo o 
reemplacen una parte faltante. Con el desarrollo de nuevas tecnologías, las prótesis externas 
han ido evolucionando, combinando propiedades con las que se ha logrado obtener prótesis 
externas funcionales y no únicamente estéticas. De las prótesis funcionales se reconocen dos 
grupos principales: mioeléctricas y mecánicas.18 
La fabricación de cualquier prótesis es un proceso complejo que tiene varias etapas. Se inicia 
con el diseño en el cual se definen las características que la prótesis debe tener. Estas 
características se determinan a partir de estudios previos al paciente. Para prótesis externas 
funcionales se establece el tipo de mecanismo de movimiento y, por ejemplo, en el caso de 
prótesis de mano o pierna se deben calcular las fuerzas que afectan y que realizarán los 
actuadores para producir el movimiento.19 
 
15 Wujcik, Evan K., et al. “Nanotechnology for implantable sensor: carbon nanotubes and grapheme in 
medicine.” 
16 Fahrner, W. R. “Nanotechnology and Nanoelectronics.” 
17 Balandrán Quintana, René R., et al. “Nanotubos de carbono y bionanotecnología.” 
18 Ayats, Marta, et al. “Diseño de una prótesis de mano adaptable al crecimiento.” 
19 Ayats, Marta, et al. “Diseño de una prótesis de mano adaptable al crecimiento.” 
Posteriormente se debe elegir el material, que se verá limitado por el peso de la estructura, 
resistencias y fuerzas que debe soportar, el precio y la facilidad de obtención.20 Por último, 
la prótesis deberá pasar por un proceso de aprobación y ensayos clínicos. 
En la actualidad, un método que ha tenido gran impacto en el diseño de prótesis se basaen 
la tecnología de impresión 3D. Las impresiones 3D son una técnica de fabricación aditiva en 
la que la estructura se va formando capa por capa.21 
Los componentes conectivos de las prótesis externas pueden ser de titanio, acero inoxidable 
y aluminio. Y las estructuras principales son realizadas con diversos polímeros como fibras 
de carbono o poliuretano, como se observa en la Figura 5. 
 
Figura 5. Prótesis de niño (izquierda) y de adulto (derecha).22 
Prótesis e implantes internos 
Las prótesis e implantes internos reciben el nombre de endoprótesis y son aquellos 
dispositivos y estructuras que se colocan en el interior del cuerpo. Pueden reemplazar un 
hueso de forma permanente, una articulación, como las articulaciones de rodilla, cadera y 
tobillo, o cualquier otra parte o función del organismo. 
Al igual que con las prótesis externas, las prótesis e implantes internos también tienen un 
proceso de fabricación que inicia con la determinación de las características que la prótesis 
debe tener. 
Los materiales que cumplen con las características necesarias para permanecer en el interior 
del cuerpo se conocen como biomateriales. Y en este caso, en los requerimientos que 
incluyen las propiedades del material se consideran propiedades como la biocompatibilidad, 
propiedad que permite al material permanecer en el interior del cuerpo sin producir efectos 
 
20 Ayats, Marta, et al. “Diseño de una prótesis de mano adaptable al crecimiento.” 
21 Serrano Rivero, Rocío. “Desarrollo de soportes metálicos para su empleo en prótesis e implantes.” 
22 Chappell, Paul. “Mechatronic Hands Prosthetic and Robotic Design.” 
adversos o rechazo. Si el material no tiene biocompatibilidad con el individuo se corre riesgos 
como respuestas alérgicas, toxicidad y en el peor de los casos inducción al cáncer.23 Otra 
propiedad es la resistencia a la fricción y a la corrosión. Las prótesis internas están en 
contacto directo con fluidos y tejidos que con el paso del tiempo podrían desgastarlas. 
En prótesis internas, el metal más utilizado es el titanio debido a que tiene buena 
biocompatibilidad, resistencia a la corrosión y superación de la rigidez con respecto al hueso, 
lo que provoca un efecto de protección contra el estrés.24 
 
Figura 6. Articulación de rodilla.25 
Nanomateriales 
Podemos decir que los nanomateriales son una sustancia o un conjunto de estas a una escala 
nanométrica. Sus primeras definiciones aparecieron en la nueva regulación para productos 
cosméticos en la Unión Europea en el año 2009 26, se hace referencia a materiales insolubles, 
bio-persistentes y manufacturados en donde sus dimensiones están en el rango de escala entre 
1 y 100 nm. En el transcurso de los años se han ido formando diferentes definiciones de los 
nanomateriales por varios organismos (en la Tabla 1 se pueden observar algunos de ellos), a 
pesar de algunas ambigüedades de las definiciones se pudo recopilar características en común 
que sustentaron la normativa sobre una definición en común: 
 Tamaño: tiene un rango de escala entre 1 y 100 nanómetros 
 Área superficial por volumen específico: un material menor a 60 m2/cm3 entra a la 
categoría de nanomaterial. 
 Persistencia: Propiedad que duración y funcionalidad estructural y de las 
características del nanomaterial. 
 
23 Ortega, Benjamín, et al. “Funcionalización de prótesis poliméricas por proyección térmica: una revisión.” 
24 Serrano Rivero, Rocío. “Desarrollo de soportes metálicos para su empleo en prótesis e implantes.” 
25 Serrano Rivero, Rocío. “Desarrollo de soportes metálicos para su empleo en prótesis e implantes.” 
26 Rauscher, Hubert, et al. “Towards a Review of the EC Recommendation for a Definition of the Term 
“Nanomaterial”.” 
 Características orgánicas e inorgánicas: existen nanomateriales “blandos” que son 
orgánicos, biodegradables y no bio-persistentes. También los hay “duros” que son 
inorgánicos, insolubles por lo que no son biodegradables y son bio-persistentes. 
 Características fisicoquímicas: nanomateriales en fase cristalina, potencial redox, 
potencial para la formación de radicales, solubilidad con agua, entre otros. 
Tabla 1. Definiciones de nanomateriales por diferentes entes internacionales.27 
Nanoestructuras 
Las nanoestructuras es el punto de partida en creación y maleabilidad que tienen algunos 
materiales para la creación de estructuras a escala nanométrica que proporcionan avances en 
la rama de la nanotecnología, estos pueden ser obtenidos con una combinación de 
nanopartículas de diferentes compuestos siendo clasificados por sus propiedades físicas, 
como el magnetismo, su conductividad y la elasticidad. Su inicio empezó con las 
investigaciones para la creación de “superredes” que son multicapas de dos materiales 
diferentes que muestran una coherencia estructural. Cabe mencionar que las propiedades 
físicas de nanoestructuras pueden presentar comportamientos y propiedades que no son 
posibles en materiales naturales por lo que se debe de realizar un proceso para la formación 
de estas nanoestructuras, estas conllevan un proceso en las que su enfoque es de carácter 
físico para la preparación de los materiales para nanoestructuras, generalmente consiste en la 
combinación de algún proceso de crecimiento de películas delgadas con métodos de 
litografía, entre los más conocidos están la pulverización catódica (sputtering) y la epitaxia 
de haces moleculares (MBE). El proceso de litografía consiste es la preparación de una 
máscara que contiene agujeros con las geometrías deseadas que se puede realizar a través de 
haz de electrones o rayos X parecido a la fotolitografía, pero aplicándole haces de rayos X 
 
27 Lizarazo-Salcedo, César Germán, et al. “Nanomateriales: un acercamiento a lo básico”. 
como se muestra en la Figura 7. Y también se realiza una caracterización estructural que 
permite entender las propiedades físicas del material, luego de la formación de la estructura 
con el proceso litográfico se observan los átomos superficiales de la nanoestructura que 
constituyen una gran proporción de la totalidad de los átomos que la constituyen, en donde 
se observan sus variaciones, concentraciones y defectos presentes, para ello es necesario 
utilizar técnicas cuantitativas que permiten determinar a escala atómica las propiedades 
características como la rugosidad o inter difusión.28 
 
Figura 7. Proceso de litografía aplicando haz de electrones.29 
Nanocompuestos 
El nanocompuesto es un material multifásico en donde una de estas fases tiene una o hasta 
tres dimensiones de menos de 100 nanómetros y que puede estar conformada por la 
combinación química de dos o más elementos. Se pueden clasificar según la función de tipo 
de matriz que se emplea: están los nanocompuestos de matriz cerámica, nanocompuestos de 
matriz metálica y nanocompuestos de matriz polimérica.30 
Biotecnología 
La Biotecnología se define como el uso de organismos vivos o derivados de los mismos para 
el beneficio humano y del entorno con el fin de desarrollar un producto o resolver un 
 
28 Montero, M. Isabel y Schuller,K. Ivan. “Nanoestructuras: un viaje de tres a cero dimensiones.” 
29 Montero, M. Isabel y Schuller,K. Ivan. “Nanoestructuras: un viaje de tres a cero dimensiones.” 
30 Ajayan, Pulickel M., et al. “Nanocomposite science and technology.” 
problema. Aunque la biotecnología se considera una ciencia nueva, muchas de sus 
aplicaciones son ancestrales, el ser humano ha utilizado organismos en muchos procesos por 
miles de años, un ejemplo es la fermentación para hacer pan, queso y bebidas alcohólicas 
como cerveza o vino, este proceso consiste en que las levaduras descomponen azucares para 
obtener energía y enel proceso se produce etanol como producto de desecho. Otro ejemplo 
ancestral es la crianza selectiva en la que se trata de optimizar la producción de los cultivos 
y ganado, el ser humano selecciona los organismos con determinados rasgos para 
emparejarlos a propósito para su reproducción, como ejemplo de esto es las plantaciones 
cruzadas que producen maíz más grande, dulce y tierno (Figura 8). Esta selección de rasgos 
específicos en donde se escogen organismos con genes útiles y aprovechando su potencial 
genético para su propio beneficio es de lo que se trata la biotecnología.31 
 
Figura 8. Maíz cultivado por crianza selectiva.32 
Biomecánica 
Biomecánica se define como el estudio del movimiento de organismos vivos aplicando la 
mecánica, esta última es una rama de la física que se enfoca en el estudio del movimiento y 
como se crean estas fuerzas que lo permiten. La biomecánica nos provee entonces el concepto 
y las herramientas matemáticas que son necesarias para entender el porqué del movimiento 
en seres vivos y como a partir de ello en su aplicación profesional se puede optimizar o 
corregir ciertos aspectos si es necesario. La biomecánica se aplica normalmente en deportes 
e instruyendo al usuario a evitar lesiones o realizar actividades que ayuden en la recuperación 
de una mediante terapia pero con los avances tecnológicos se ha podido expandir a la 
medicina con equipos especializados que ayudan a la corrección anatómica de la persona ya 
sea por un traumatismo, anormalidad genética o la perdida de alguna extremidad con el 
 
31 Thieman, William J., et al. “Introducción a la biotecnología.” 
32 Thieman, William J., et al. “Introducción a la biotecnología.” 
desarrollo e investigación de implantes o prótesis que permitan sustituir o corregir 
anatómicamente la funcionalidad y poder ser reintegrado al ámbito laboral y social.33 
 
Figura 9. Montaje de prótesis de cadera en máquina de ensayo para evaluación de rigidez y 
resistencia de vástagos.34 
Nanobiotecnología 
La nanobiotecnología se puede considerar como un área derivada de la nanotecnología que 
se enfoca en los mecanismos de la fisiología celular y molecular y su enfoque es proveniente 
del mecanismo celular que rige todas las formas de vida denominado dogma central de la 
biología molecular (Figura 10). Es un campo interdisciplinario con alta complejidad teórica 
e instrumental por lo que puede ser un campo desconocido para la mayoría de la población, 
pero está enfocado en aplicaciones que se desarrollan en ámbitos de la vida cotidiana que nos 
afectan a todos. Su desarrollo conlleva al diseño de un nuevo tipo de materiales híbridos no 
naturales, también de micro y nano sistemas, biomáquinas inspiradas en las formas de vida 
y la aplicación de biomoléculas como bloques de construcción y de biosistemas como 
maquinaria productiva.35 
 
33 Knudwon, Duane V., et al. “Fundamentals of biomechanics.” 
34 Cadera, DE. “Evaluación biomecánica de prótesis.” 
35 Castro, Guillermo Raúl. “Nanobiotecnología.” 
 
Figura 10. Dogma central de la Biología Molecular.36 
Proceso Sol Gel 
Es un proceso químico que permite sintetizar recubrimientos vitreos y cerámicos de alta 
densidad a temperaturas relativamente bajas.37 
El termino sol quiere decir que es una suspensión estable de partículas sólidas en un líquido, 
para que el "sol” ocurra deben actuar sobre las partículas fuerzas que contrarresten la fuerza 
de gravedad. Cuando es coloidal se refiere a que partículas sólidas no pueden pasar a través 
de una membrana de diálisis con un tamaño comprendido entre 2 nm y 100 nm. 
El termino gel se refiere a una malla tridimensional porosa e interconectada que es expandible 
y su tamaño está limitado por el medio que lo contiene, su naturaleza depende de la 
coexistencia de una malla sólida y un medio líquido, en caso de que el líquido sea agua al gel 
se le denomina “acuagel”, si el líquido es alcohol se le denomina “alcogel”, si el agua ha sido 
eliminada completamente se le denomina “xerogel” o "aerogel”.38 
El proceso sol-gel consta de cinco etapas: 
1. Hidrolisis: se reemplazan los grupos alcoxi (-OR) por grupos hidroxilos (OH) por 
acción de moléculas de agua y luego ocurre la policondensación entre grupos 
silanoles (Si-OH) formando enlaces siloxánicos (Si-O-Si), produciéndose como 
productos secundarios agua y alcohol. 
 
36 Castro, Guillermo Raúl. “Nanobiotecnología.” 
37 Ramírez del Águila, Manuel Jesús. “Diseño de recubrimientos hidrofóbicos por el proceso sol-gel.” 
38 Bautista Ruiz, Jorge Hernando, et al. “El proceso sol-gel.” 
2. Condensación: se forma un enlace siloxánico a partir de un silanol y un alcoxilasano 
(Si-OR) o también a partir de dos silanoles, la condensación ocurre antes de que la 
hidrolisis termine. 
3. Gelificación: Ocurre cuando la unión entre partículas coloidales del sol aumenta 
bruscamente aumentando la viscosidad. 
4. Curado: En esta etapa se sumerge el gel en un medio líquido, de tal manera que se 
favorece la reacción de entrecruzamiento, aumentando la resistencia a una 
fragmentación durante el secado. 
5. Secado: Durante el secado si el alcogel se seca en condiciones atmosféricas se le 
denomina xerogel y si se le aplica condiciones supercríticas se le denomina aerogel.39 
 
Figura 11. Pasos del proceso Sol-gel.40 
Hidrogeles 
Los hidrogeles son materiales muy apropiados para aplicaciones en medicina dada su buena 
interacción con los tejidos vivos ya que por un lado muestran buenas propiedades de 
biocompatibilidad, debido principalmente a su consistencia blanda, elástica y contenido de 
agua. Por otro lado, son materiales inertes por lo que las células y proteínas no tienden a 
pegarse a su superficie. Y, además, su característica de hinchamiento en medio líquido les 
aporta la propiedad de absorber, retener y liberar bajo condiciones controladas, algunas 
soluciones orgánicas. 
 
39 Ramírez del Águila, Manuel Jesús. “Diseño de recubrimientos hidrofóbicos por el proceso sol-gel.” 
40 Ramírez del Águila, Manuel Jesús. “Diseño de recubrimientos hidrofóbicos por el proceso sol-gel.” 
Un hidrogel es una red tridimensional conformada de cadenas flexibles de polímeros que 
absorben cantidades considerables de agua. Estos polímeros tienen unas características bien 
conocidas, como ser hidrófilos, blandos, elásticos e insolubles en agua además de que se 
hinchan en presencia de ella, aumentando apreciablemente su volumen mientras mantienen 
la forma hasta alcanzar el equilibrio físico químico. Adicionalmente, pueden tener gran 
resistencia mecánica según el método con el que se obtengan.41 
Micro y nanobots 
Los micro y nano robots móviles muestran un gran potencial para aplicaciones en varios 
campos debido a su pequeño tamaño y movilidad. En los campos biológicos y médicos son 
herramientas prometedoras para cirugía mínimamente invasiva, manipulación, análisis 
celular, y terapia dirigida. En los campos ambientales, tienen potencial de uso en 
descontaminación y detección de toxicidad bajo condiciones demasiado peligrosas o 
demasiado pequeñas para que los humanos, Un micro fluido, se pueden utilizar para la 
manipulación y el transporte de micro objetos y productos químicos en dispositivos de 
laboratorios en un chip, los micro y nanobots combinan las ventajas de la actuación 
magnética y la propulsión helicoidal. Dado que los campos magnéticos de baja intensidad 
son inofensivos para las células y tejidos estos han sido propuestas como una de las 
herramientas más prometedoras para la biomedicina debido a sus aplicaciones, especialmente 
para aplicaciones in vivo.42 
El micro/nanorobot helicoidal magnético es el más utilizado para la aplicación e 
investigación ya queconsta de al menos dos componentes, un cuerpo helicoidal y un material 
magnético. El cuerpo helicoidal imita el movimiento de propulsión helicoidal de bacterias 
flagelos y proporciona a la estructura la capacidad de realizar movimiento de traslación 
cuando gira a lo largo del eje helicoidal. El material magnético permite que la estructura gire 
siguiendo campos magnéticos giratorios externos. Aquí, lo informado métodos de 
fabricación de micro/nanoestructuras helicoidales magnéticas se resumen en cuatro 
categorías: el método enrollado; método de deposición de ángulo oblicuo (GLAD); método 
de escritura directa con láser; y método asistido por plantilla (Figura 12). 
 
41 Arredondo Peñaranda, Alejandro, et al. “Hidrogeles. Potenciales biomateriales para la liberación de 
medicamentos.” 
42 Qiu, Famin, and Nelson, Bradley, J. “Magnetic Helical Micro- and Nanorobots: Toward Their Biomedical 
Applications.” 
 
Figura 12. Fabricación de micro/nanorobots helicoidales magnéticos.43 
Envío de agentes terapéuticos 
Los agentes terapéuticos en tratamiento del cáncer son numerosos y únicos para diferentes 
subtipos de neoplasias malignas. Dados los diferentes mecanismos de la tumorigénesis, 
incluidas las mutaciones deletéreas, la pérdida de puntos de control reguladores importantes 
y las proteínas que conducen a la proliferación celular descontrolada, existen varios medios 
de terapia dirigida. 
Los nuevos agentes en oncología que incluyen la terapia inmunológica, los fármacos 
antiangiogénicos, las terapias dirigidas, como los inhibidores de la cinasa dependiente de 
ciclina, ayudan a atacar áreas específicas del sistema inmunológico y las vías de proliferación 
para disminuir la proliferación, el crecimiento, la supervivencia y la metástasis del tumor. 
Este capítulo sirve para centrarse en los mecanismos de los nuevos medicamentos en la 
terapia del cáncer que han cambiado la forma en que tratamos el cáncer. 
Los agentes terapéuticos actualmente en el mercado pueden clasificarse en cualquiera de las 
cuatro categorías: compuestos sintetizados químicamente, que son moléculas pequeñas; 
moléculas botánicamente disponibles que se aíslan de plantas, hongos y mohos; 
macromoléculas bioterapéuticas, que podrían ser de origen natural o pueden diseñarse a partir 
de una plantilla biológica conocida; por ejemplo, anticuerpos monoclonales diseñados para 
tratar el cáncer; y terapias basadas en ácidos nucleicos que están diseñadas para interferir con 
el proceso de traducción natural por parte del ARNm. 
Los agentes terapéuticos disponibles muestran deficiencias en sus propiedades como agente 
ideal, además, las formas de dosificación convencionales actuales carecen de 
biodisponibilidad oral, tratamiento una vez al día, efectos secundarios mínimos o nulos y 
efectividad en todos los pacientes. No solo es importante la mejora de los sistemas de 
 
43 Qiu, Famin, and Nelson, Bradley, J. “Magnetic Helical Micro- and Nanorobots: Toward Their Biomedical 
Applications.” 
administración de fármacos existentes, sino que también es un método valioso para generar 
nuevas terapias.44 
Nanomedicina 
La nanomedicina engloba las diversas aplicaciones directas del nanobiotecnología en el 
tratamiento, prevención y diagnóstico de enfermedades humanas. El nanobiotecnología es el 
uso de materiales y estructuras a escala nanométrica (10-9 metro) en interacción con materia 
biológica. 
Son muy útiles para una gran variedad de campos, y uno de ellos es el tratamiento y 
diagnóstico del cáncer. Existen numerosos tipos de nanosistemas que pueden ser utilizados 
como son los liposomas, las nanopartículas o las micelas poliméricas, Estos nanosistemas 
deben ser biocompatibles y biodegradables, tienen que tener un tamaño de partícula 
nanométrico, así como poseer una elevada capacidad de incorporación del fármaco además 
de un prolongado tiempo de circulación, la nanomedicina, a través de las nanopartículas, que 
ofrecen grandes posibilidades para mejorar tanto el diagnóstico como el tratamiento del 
cáncer de mama, y así poder disminuir la mortalidad y mejorar el pronóstico, aumentando la 
calidad de vida de las pacientes. 
Para intentar disminuir esta gran cantidad de efectos no deseados que se producen debido al 
tratamiento de diversas enfermedades, la más común es el cáncer se está investigando en 
otras posibilidades, y una de ellas es la nanomedicina. Esto permite disminuir mucho la 
toxicidad y así aumentar la seguridad y eficacia de los fármacos usados para mejorar el 
diagnóstico y el tratamiento del paciente tratante.45 
Instrumentación de hospitales, biomédica 
La instrumentación biomédica hace así referencia a equipos terapéuticos, e instrumentos de 
medición, registro y control. Asimismo, se refiere a los sistemas de imágenes modernas como 
en radiología, medicina nuclear, endoscopia, termografía, fotografía médica y microscopía. 
El creciente desarrollo de instrumentos biomédicos ha hecho que algunos de ellos sean 
inclusive pre-requisito esencial de medida en cualquier procedimiento biomédico. Como 
ejemplo se puede nombrar el microscopio, un antiguo instrumento que se ha convertido 
prioritario en muchos protocolos biológicos. Debido al alto impacto que tiene la 
instrumentación biomédica en el área de la salud, nuevos medios especializados han surgido 
entre las disciplinas científicas tradicionales, como la ingeniería y la física, cuyo interés se 
centra en el estudio y la investigación de nuevos instrumentos o incluso en la mejora de los 
ya existentes. 
 
44 Lee Goldman, MD. “Therapeutic Agent Biomedicals.” 
45 Fernández, Almudena. “Aplicaciones de la nanomedicina para el diagnóstico y tratamiento del cáncer de 
mama.” 
Como ejemplo, podemos encontrar diferentes grupos en el área de la óptica y la informática 
cuya actividad específica es el estudio de nuevo instrumentos de adquisición y análisis de 
imágenes. Estos instrumentos, junto con técnicas computacionales, tienen como objetivo 
principal darles a los médicos una nueva guía para la discriminación de enfermedades. Así, 
técnicas basadas en imágenes multi-espectrales junto con métodos estadísticos prometen ser 
una herramienta en el análisis de patologías cutáneas Igualmente, el uso de algoritmos como 
redes neuronales o algoritmos evolucionarios pueden ser utilizados para discernir en un tejido 
las áreas cancerígenas de las áreas sanas.46 
Imágenes Biomédicas 
El principal objetivo de la imagenología médica es generar información de gran importancia 
para la caracterización de la fisiología y/o anatomía de diversos órganos o partes del cuerpo 
humano. Entre las modalidades imagenológicas más importantes utilizadas en el área médica 
se pueden mencionar: Ultrasonido (US), Tomografía computarizada sencilla (CT) y 
multicapa (MSCT), Resonancia magnética (MRI), Tomografía por positrones (PET), 
Tomografía por emisión de fotones simples (SPET) 
En la actualidad es innegable la utilidad de las diversas modalidades de imagenología médica 
como apoyo clínico tanto en la generación de diagnósticos de un buen número de 
enfermedades como en la planeación de tratamientos tendientes a proporcionar una 
alternativa de solución a las personas que, por una u otra razón, manifiestan algún 
desequilibrio en su salud. Entre las modalidades imagenológicas que, frecuentemente, se 
utilizan en el ámbito médico se observar en la siguiente imagen.47 
 
Figura 13. Modalidades imagenológicas.48 
 
46 Galeano, Andrea. “Tratamiento de imágenes para el desarrollo de la instrumentación biomédica: Impacto 
social en el sector salud.” 
47 Atilio Del Mar, MD, et al. “Imagenología médica, fundamentos y alcance”. 
48 Atilio Del Mar, MD et al. “Modalidadesde Imagenología Médica.” 
La Figura 13 muestra un esquema que aglomera las diversas modalidades de imagenología 
para la generación de imágenes médicas para el diagnóstico y tratamiento de diversas 
enfermedades. 
Bioingeniería 
Consiste en la aplicación de las técnicas e ideas de la ingeniería a la biología y concretamente 
a la biología humana. El gran sector de la bioingeniería que se refiere especialmente a la 
medicina se le denomina ingeniería biomédica. 
 Algunas áreas de la bioingeniería son las siguientes: Ingeniería biomédica: Aplicación de la 
ingeniería sobre la medicina en estudios con base en el cuerpo humano y en la relación 
hombre-máquina para proveer la restitución o sustitución de funciones y estructuras dañadas 
y para proyectar y construir instrumentos con fines terapéuticos y de diagnóstico. Biología 
aplicada: Utilización de los procesos biológicos extendidos a escala industrial para dar lugar 
a la creación de nuevos productos.49 
Optoelectrónica 
La optoelectrónica forma parte de la fotónica, que a su vez posee relación con el estudio y 
aplicación de distintos dispositivos electrónicos que interactúan con la luz, donde los fotones 
y los electrones pueden convivir sin ningún problema, cabe mencionar que la optoelectrónica 
interacciona con el estudio de la luz y la materia en la nanoescala.50 Los dispositivos 
optoelectrónicos trabajan de una misma manera como los transductores eléctrico-ópticos u 
ópticos-eléctricos, estos permiten generar, transportar, manipular diferentes datos a un valor 
alto de velocidad, pueden transformar energía eléctrica en energía luminosa desentendiendo 
de su uso. Hoy en día existen muchas aplicaciones de la optoelectrónica, las cuales incluyen 
campos importantes como de salud , informática, en el transporte, la comunicación, 
aplicaciones de defensa incluyendo diferentes tratamientos de imágenes con infrarrojo, 
sensores, en diferentes campos que se viven diariamente a tal punto que la optoelectrónica 
ha crecido cada año con más del 29% anual desde 1992. 
 
49 Chacón, Gerardo, et al. “La Inteligencia Artificial y sus Contribuciones a la Física Médica y la 
Bioingeniería.” 
50 Silvestre, Santiago. “Optoelectrónica fotónica y sensores.” 
 
Figura 14. Optoelectrónica.51 
Nanotecnología en Odontología 
Actualmente la nanotecnología ha alcanzado un gran desarrollo científico y tecnológico 
marcando un impacto global en cada campo, aportando mucho más en medicina. La 
nanoodontología (nanotecnología en odontología) promete el mantenimiento de la salud oral 
mediante el uso de los nanomateriales y nanorobótica dental, con la nueva posibilidad de 
tratamientos en odontología que incluyan diagnóstico de cáncer y el nuevo uso de anestésicos 
locales, así como el mantenimiento de la salud oral utilizando dentifrobots.52 El nuevo uso 
de nanomateriales de micro tamaño son capaces de utilizar ciertos mecanismos de acuerdo a 
la motilidad, funcionando de manera invasiva, viajando a través del tejido humano, logrando 
resultados mucho más seguros de la tecnología actual. Estas tecnologías pueden ser 
controladas por un nanoordenador capaz de dar las instrucciones necesarias, basándose en un 
sensor el cual es encargado de proporcionar ciertos estímulos. La nanoodontología posee 
diferentes aplicaciones, un ejemplo es la anestesia local que forma parte de uno de los 
procedimientos más comunes, el cual trata de una inyección de anestésicos locales, con la 
nanotecnología de desarrollaron nuevas formas de aplicarlo como las microesferas. 
 
Figura 15. Implantes dentales.53 
 
51 Silvestre, Santiago. “Optoelectrónica fotónica y sensores.” 
52 Cantin, Mario, et al. “Nanoodontología: el futuro de la odontología basada en sistemas nanotecnológicos.” 
53 Cantin, Mario, et al. “Nanoodontología: el futuro de la odontología basada en sistemas nanotecnológicos”. 
Nanotecnología en Oftalmología 
La aplicación de nanotecnología en oftalmología aporta demasiado desarrollo para solucionar 
problemas con los que se han cargado en estos años, aproximadamente existen 36 millones 
de personas que sufren de ceguedad debido a diferentes enfermedades como la catarata, 
cicatrices corneales, anomalías congénitas, las cuales hubieran sido detectadas y evitadas, sin 
embargo ya existen tecnologías capaces de ayudar a solucionar estos problemas. Es el caso 
de los nanotransportadores y las nanosuspensiones. Estos tienen la capacidad de liberar 
medicamentos en sitios específicos, lo cual resulta en el uso de una menor dosis de 
medicamento, lo que minimiza el riesgo de efectos secundarios. De diversas maneras, el uso 
de estos dispositivos y nanoformulaciones favorece la biodisponibilidad de los 
medicamentos, permite la difusión a través de las barreras anatómicas y podría disminuir los 
efectos adversos adjudicados al uso de los medicamentos oculares tópicos de manera 
convencional y disminuya intervenciones invasivas en el polo posterior o algunas otras 
complicaciones secundarias. En últimas se optimizan los beneficios de los medicamentos y 
se disminuyen los impactos negativos, y se abre una gran ventana dentro del espectro.54 
 
Figura 16. Sensores visuales.55 
Nano quirúrgica/nanosurgery 
En la actualidad muchos cirujanos trabajan de manera convencional, utilizando diferentes 
instrumentos de corte. La cirugía abarca diferentes campos y tipos, un ejemplo es la cirugía 
oncológica, donde los nuevos estudios con nanotecnología realizan investigaciones 
basándose en identificación exacta de la lesión maligna, preservación de estructuras no 
afectadas por el cáncer, con el fin de obtener un diagnóstico temprano, esto se logra por 
medio de captura de células tumorales en la circulación, identificando estas células de forma 
magnética logrando por medio de conjugación de nanotubos de carbono cubiertos con oro y 
ácido fólico, usándolo como segundo medio de contraste para obtener la imagen 
fotoacústica,56 cabe mencionar que estos primeros estudios se han realizado antes en sujetos 
 
54 Gómez, Marcela, et al. “Aplicaciones de la nanotecnología en el campo de la oftalmología: ¿Dónde 
estamos?” 
55 Gómez, Marcela, et al. “Aplicaciones de la nanotecnología en el campo de la oftalmología: ¿Dónde 
estamos?” 
56 Jaimes, Sara, et al. “Nanotecnología: avances y expectativas en cirugía.” 
de pruebas (ratones). La nanotecnología es una herramienta amplia que posee un enorme 
potencial para el campo de la cirugía, el cuidado de la salud resulta muy eficaz para todos los 
pacientes, por medio de sus diferentes dispositivos esta puede ser capaz de provocar un gran 
avance a la hora de cada proceso quirúrgico, y sobre todo apoya en el diagnóstico temprano 
de diferentes enfermedades. 
 
Figura 17. Representación esquemática del accionar de las nanopartículas mediante difusión 
simple.57 
Oído y nanotecnología 
El oído es uno de los principales sentidos del cuerpo humano, la perdida de la audición puede 
ser generada por causas genéticas, enfermedades infecciosas, problemas con exposición a 
sonidos fuertes, mal uso de medicamentos, entre otros, por lo que es de suma importancia 
poder tratar las enfermedades para no verse afectados por ellas. Para las personas adultas la 
pérdida de audición se relaciona con la destrucción de estereocilios las cuales son nanofibras 
que se sitúan dentro del oído interno las cuales son encargados de convertir las ondas de 
sonido en señales. Debido a todos estos problemas se ha optado por crear dispositivos con 
nanomateriales capaces de regenerar el sonido, es el caso del MEMS (Prótesis Auditiva de 
Oído Medio con Transductor Microelectromecánico) el cual es un dispositivo totalmente 
implantable para mejorar la audición por generación de vibraciones mecánicas sobrela 
ventana oval, sustituyendo la funcionalidad del oído medio. Para que la transmisión acústica 
sea de calidad es necesario que exista un contacto directo entre el transductor y el inicio de 
la cóclea (nunca dentro de esta) a través de la ventana oval y además, que el anclaje del 
dispositivo sea lo más fiable posible para asegurar las mejores condiciones en la transmisión 
de la vibración así como que sea de fácil instalación a través de un instrumental específico.58 
 
57 Jaimes, Sara, et al. “Nanotecnología: avances y expectativas en cirugía.” 
58 Urquiza, Rafael, et al. “Prótesis Auditiva de Oído Medio con Transductor Microelectromecánico (MEMS).” 
 
Figura 18. Prótesis auditiva.59 
Cerebro y nanotecnología 
La nanotecnología ayuda grandemente en las investigaciones cerebrales, la interacción con 
las neuronas pueden ayudar para tratar enfermedades e incluso a controlar diferentes tipos de 
comportamientos de un humano, por medio de nanopartículas. El cerebro es un órgano muy 
impórtate del cuerpo humano, y a su vez es muy susceptible a las enfermedades y tumores 
malignos. Si el tumor es de bajo grado, los avances tecnológicos actuales (técnicas de micro 
y radiocirugía) han logrado modificar satisfactoriamente la expectativa de vida, en la mayoría 
de los casos se logra erradicar completamente el tumor. El cerebro es un órgano que emplea 
altos consumos de energía y requiere de mucho oxígeno, ya que siempre se encuentra activo. 
Esto hace que se requieran grandes cantidades de flujo sanguíneo en el cual pueden ir algunas 
células cancerosas altamente agresivas y que pese a la presencia de la barrera 
hematoencefálica (BHE), logran cruzarla alojándose en el cerebro.60 Los implantes 
cerebrales ya son un tema muy utilizado, por medio de estos se espera conseguir un desarrollo 
muy alto en estudios del cerebro, todo esto se realiza por medio de sensores como lo explica 
la Figura 19. 
 
59 Urquiza, Rafael, et al. “Prótesis Auditiva de Oído Medio con Transductor Microelectromecánico (MEMS).” 
60 Álvarez, María, et al. “Nanotecnología y cáncer: aplicación al tratamiento de tumores cerebrales.” 
Figura 19. Implantes cerebrales.61 
Cáncer y nanotecnología Y/Oncología 
El cáncer es un tipo de enfermedad que ataca a muchas personas actualmente, y es la una de 
las primeras causas de muerte. El cáncer son tipos de células que se multiplican rápidamente 
y sin control en ciertas partes del cuerpo, los tumores se diseminan los tejidos cercanos, por 
lo general la mayoría de canceres ocasionan tumores, sin embargo el cáncer en la sangre no 
ocasiona tal anomalía. El origen de estas células cancerosas es debido a que no reciben ciertas 
señales para poder formarse. Existen diferentes métodos y tratamientos que curan del cáncer, 
sin embargo estos no funcionan de manera instantánea, por medio de estudios de 
nanotecnología se descubren cada vez más soluciones. La PDT, emplea fotosensibilizadores 
como Photofrin (porfímero sódico), la principal ventaja de este tratamiento es que se aplica 
de manera local y que el paciente no está expuesto a sus efectos citotóxicos, sino hasta que 
el fotosensibilizador recibe excitación. Es en ese momento que el compuesto genera especies 
reactivas que matan las células cancerígenas, con lo cual se convierte en una terapia más 
selectiva.62 A pesar de estos tratamientos, todavía no se logra que los pacientes se curen sin 
daño alguno, es un ejemplo de la quimioterapia, ya que este método no diferencia 
perfectamente las células malas de las buenas, por lo que aún siguen las diferentes 
investigaciones. 
 
61 Álvarez, María, et al. “Nanotecnología y cáncer: aplicación al tratamiento de tumores cerebrales.” 
62 Álvarez, María, et al. “Nanotecnología y cáncer: aplicación al tratamiento de tumores cerebrales.” 
 
Figura 20. Esquema de entrega dirigida mediada por nanopartículas.63 
Cartílagos, sistema óseo y nanotecnología 
Cada día se realizan más avances de los cartílagos y tejido óseo del cuerpo humano, la 
mayoría de estudios se centra en procedimientos de reconstrucción en los que se utilizan 
diferentes herramientas o nanomateriales. Se han creado nuevos materiales los cuales son 
capaces de poder remplazar el hueso o regenerarlo en este caso, como bien se sabe el hueso 
está formado de colágeno junto con minerales de fosfato y calcio y se considera como un 
nanocompuesto, se buscan materiales con propiedades semejantes para poder ayudar en su 
reconstrucción. En el caso específico de regeneración de tejido óseo, existe una necesidad de 
desarrollar nuevos biomateriales implantables que biomimeticen la matriz ósea ya que el 
hueso es un compuesto nanoestructurado. Recientemente se ha desarrollado un biochip que 
tiene ranuras grabadas en su superficie para el contacto con osteoblastos, con el objetivo 
de tratar enfermedades óseas tales como osteoporosis y artrosis.64 Uno de los materiales 
base para tejidos óseos es la hidroxiapatita, ya que este es un fosfato de calcio el cual es el 
componente principal inorgánico del hueso. En la figura 21 se puede observar la morfología 
del material sintetizado utilizando concentraciones estequiométricas para el hueso. 
 
63 Álvarez, María, et al. “Nanotecnología y cáncer: aplicación al tratamiento de tumores cerebrales.” 
64 Mateus, Alis. “Técnicas empleadas en síntesis de nanocompuestos en ingeniería de tejido ósea.” 
 
Figura 21. Morfología de material sintetizado para el hueso.65 
Conclusiones 
Las áreas que desempeña un ingeniero biomédico en la actualidad son bastantes a 
comparación de los pasados años. Un ingeniero biomédico no solamente se encarga de 
aplicar los conocimientos de la ingeniería al campo de la medicina, sino que también al 
campo de las ciencias biológicas con el fin de implementar procesos más eficaces que 
permitan el desarrollo de nuevas tecnologías en la actualidad. Los ingenieros biomédicos han 
contribuido en el sector de salud en el diagnóstico, prevención y tratamiento de diversas 
enfermedades implementando tecnologías para mejorar el sistema de salud y lograr una 
mejor atención al paciente tratante. Un sector muy beneficiado fue el sector oncológico que 
ha aumentado su eficacia en los tratamientos de diagnóstico y el seguimiento de personas 
que luchan contra el cáncer día a día. 
Cada vez se necesitan más ingenieros biomédicos para diferentes procedimientos en la 
actualidad, ya que un ingeniero biomédico cuenta diversos conocimientos para resolver 
problemas médicos y biológicos. En los centros de investigación cada vez hay más 
implementando nuevas tecnologías las cuales ayudarán con el sector de salud a un futuro, 
también en el área de las ciencias biológicas. Es por ello que en este artículo se abordaron 
diferentes conceptos en los cuales un ingeniero biomédico se puede desempeñar 
habitualmente. Existen muchos más dado que el campo de la ingeniería biomédica es muy 
amplio. 
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65 Mateus, Alis. “Técnicas empleadas en síntesis de nanocompuestos en ingeniería de tejido ósea.” 
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