“Mi objetivo es liderar líneas de investigación sobre implantes óseos e ingeniería de tejidos”

Naiara Rodríguez es profesora de Tecnun-Universidad de Navarra, y Research Fellow de IKERBASQUE, Basque Foundation for Science. Naiara es doctora en Bioingeniería por el Imperial College London y su investigación se centra en la biomecánica del hueso, traduciendo soluciones tecnológicas a aplicaciones clínicas. Afín a su perfil multidisciplinar, ha impartido clases y dirigido proyectos de alumnos que están en el interfaz entre la Ingeniería y la Biomedicina. Completó los estudios de Ingeniería Industrial en Tecnun, tras desarrollar el proyecto fin de carrera en Massachusetts Institute of Technology (2011) y fue premiada con la beca pre-doctoral del Gobierno Vasco para realizar su doctorado en Imperial College London (2011-2015).

¿En qué se centró su tesis doctoral?

Con el fin de mejorar los tratamientos óseos, mi tesis se centró en caracterizar propiedades mecánicas y estructurales de huesos patológicos. Fui ayudante de varias asignaturas del Grado y Máster en Bioingeniería de Imperial College London, pionera en Europa en ofrecer estudios superiores de Bioingeniería. Mi papel era identificar áreas de mejora en cirugía craneofacial, desarrollando proyectos que integraran ingeniería biomédica y ciencia clínica. En 2017 me uní a la Facultad de Ingeniería de Mondragon Unibertsitatea y fui profesora de varias asignaturas en el Grado de Ingeniería Biomédica y en el nuevo Máster en Tecnologías Biomédicas. Formé parte del grupo de investigación de Tecnologías de Superficies, donde me centré en el campo de biomateriales.

En 2017 fue galardonada con el Young Basque Investigator Award por Bizkaia Talent y SRUK/CERU en reconocimiento a su trayectoria investigadora internacional.

Así es, y tras recibir la prestigiosa beca Ikerbasque Research Fellowship (2019-2024), mi objetivo es liderar líneas de investigación sobre implantes óseos e ingeniería de tejidos, para luego trasmitir mis conocimientos a los alumnos de Tecnun, conectando así asignaturas de la Ingeniería tradicional con nuevas aplicaciones del mundo Biomédico.

¿Por qué decidió incorporarse a Tecnun?

Aparte del buen recuerdo que tenía de Tecnun desde la carrera, me atrajo que sea una Research University, es decir, que se impulse una carrera donde se combine la docencia con la investigación. En el ámbito de la ingeniería biomédica, para que mi investigación tenga sentido es imprescindible colaborar con clínicos y biólogos, y en ese aspecto Tecnun tiene una posición privilegiada al tener lazos estrechos con CUN y CIMA. Por otra parte, en el ámbito docente, me atrajo el modelo educativo y el equilibrio que se busca en ofrecer nuevos ámbitos de conocimiento, pero sin dejar a un lado lo que sería la ingeniería más tradicional.

¿Cuál es la línea de investigación sobre la que estás trabajando?

En general, mi investigación se ha centrado en la mecánica de huesos. Durante el doctorado examiné las propiedades mecánicas del hueso a lo largo de su estructura jerárquica, centrándome particularmente en los cambios debido al envejecimiento y patología esquelética. Luego, durante el post-doc en el hospital, trabajé con cirujanos caracterizando las propiedades del cráneo de bebés nacidos con anomalías craneofaciales y en general, aportando un punto de vista ingenieril a los tratamientos y técnicas de cirugía. Viendo la industria del País Vasco y las tendencias europeas en temas de investigación, pedí el Ikerbasque Research Fellowship (2019-2024) para seguir investigando en temas de biomecánica de huesos, pero centrándome en el diseño optimizado de implantes ortopédicos y la ingeniería tisular para diseñar nuevos sustitutos óseos. Empecé oficialmente el fellowship en noviembre de 2019, así que estos son los temas que trabajaré en Tecnun como parte del grupo de investigación de Estructuras y Fabricación.

¿Algún proyecto en concreto en el que esté trabajando y del que nos pueda dar más datos?

Trabajamos en un proyecto de Estructuras porosas para aplicaciones biomédicas: las tendencias actuales en biomecánica ortopédica se basan en imitar la compleja estructura tridimensional del hueso trabecular para que exista una mayor afinidad entre el implante y el hueso que lo rodea. Con este fin, estamos analizando el diseño, la modelización y fabricación avanzada de estructuras celulares tipo lattice (formadas por barras) y TPMS (basadas en superficies). Estas estructuras poseen unas cualidades mecánicas y geométricas que las hacen muy prometedoras para aplicaciones ortopédicas. Basándonos en estas estructuras, tenemos varios proyectos abiertos.

Figura 1: Las estructuras porosas basadas en barras (lattice) o superficies (TPMS ) que imitan la estructura ósea se pueden utilizar para desarrollar implantes ortopédicos o para aplicaciones de ingeniería tisular

Por un lado, estamos trabajando en Implantes de cadera optimizados, en colaboración  con el departamento de Cirugía Ortopédica y Traumatología de la CUN. Cada vez se ponen implantes a pacientes más jóvenes (<60años), y como la durabilidad de dichos implantes ronda los 15-20años, esto supondrá que muchos de estos pacientes necesitarán una cirugía de reemplazo en el futuro. Estas intervenciones son muy complicadas, ya que el hueso que rodeaba el implante se ve alterado con el tiempo. Es por ello por lo que estamos buscando nuevas soluciones que incrementen la durabilidad de los implantes, convirtiendo los implantes macizos en estructuras porosas que ayuden la integración y regeneración del tejido óseo. En el grupo de Estructuras y Fabricación trabajamos el diseño, la modelización computacional, la fabricación híbrida y la caracterización mecánica de estos implantes.

Por otro lado, también estamos trabajando con andamios para la ingeniería de tejido óseo, con el objetivo final de poder reemplazar los implantes metálicos por sustitutos óseos. Cada año, millones de personas en todo el mundo sufren de defectos del tejido óseo por varias causas incluyendo trauma, resecciones tumorales y envejecimiento. Cuando los defectos óseos son mayores que cierto tamaño crítico, el hueso no es capaz de regenerarse, lo cual motiva la necesidad de la Ingeniería Tisular del hueso. La Ingeniería Tisular se basa en tres pilares: un andamio (en inglés scaffold) biodegradable que proporciona soporte de transición hasta que el tejido se regenere; células que invaden este andamio; y señales que hacen que estas células sientan que están en un ambiente fisiológico, y por lo tanto generen un tejido funcional. Desde el grupo de Estructuras y Fabricación y queremos desarrollar andamios biodegradables basados en estructuras porosas que sean imprimibles en 3D y que respondan a las necesidades mecánicas del hueso. Para ello, tenemos colaboraciones con el Centro Vasco de Transfusiones y Tejidos Humanos (CVTTH),BCMaterials, Mondragon Unibertsitatea y CICBiogune.

A su vez, también estamos colaborando con el departamento de Cirugía Plástica, Reparadora y Estética para desarrollar nuevos implantes con memoria de forma que se puedan accionar desde el exterior. Por último, sigo colaborando con el Great Ormond Street Hospital for Children (Londres) para mejorar tratamientos de pacientes con enfermedades craneofaciales. En concreto, les asesoro en la caracterización del hueso craneal.

Figura 2: Analizar la estructura del hueso craneal de bebés con enfermedades craneofaciales ayuda a predecir los resultados quirúrgicos.