Bioingeniería y Nanotecnología: ciencia que transforma el país

La bioingeniería combina principios de ingeniería, física y matemáticas para comprender y transformar sistemas biológicos. Así, se convierte en un puente entre la biología celular y molecular, de un lado, y el diseño de dispositivos, procesos y terapias innovadoras, del otro.

La nanotecnología, por su parte, estudia y manipula la materia en un tamaño tan pequeño que el ojo humano no es capaz de detectar; es decir, a escala nanométrica (estructuras menores o iguales a 100 nanómetros), para desarrollar materiales y sistemas con propiedades únicas —ópticas, electrónicas, mecánicas o químicas— que no existen a mayor escala.

Juntas, abren la posibilidad de pasar del estudio de la genética al dispositivo y del laboratorio al impacto real. Al combinarlas, se puede acelerar el camino desde la idea hasta el prototipo validado, para llegar a su aplicación en la sociedad.

La investigación en la Maestría conecta la biomecánica celular con la farmacología y los biomateriales para generar resultados de alto impacto. Por ejemplo, se ha estudiado el efecto del cisplatino, sustancia utilizada en procesos de quimioterapia, sobre la rigidez celular y las proteínas de adhesión en cáncer de ovario, con lo cual se obtiene información clave sobre la respuesta tumoral a este tratamiento.

Las hipótesis desarrolladas se pueden convertir en terapias oncológicas potenciales. Ejemplo de ello son:

En el campo del diagnóstico, la convergencia nano-bio ha permitido el desarrollo de:

A través de este campo de investigación es posible traducir señales biológicas en información clínica de alta relevancia. Entre los avances se encuentran:

Asimismo, el modelado morfológico y electrofisiológico de la acupuntura ha permitido la validación objetiva de prácticas tradicionales, con lo cual se fortalece la medicina basada en resultados científicos. Además, se han creado dispositivos termoeléctricos en electrónica flexible para el tratamiento del dolor osteomuscular.

Al aplicarse al sector de energía y a la sostenibilidad, la nanotecnología constituye un eje fundamental en la innovación científica y tecnológica del país. Gracias a ella, a través de técnicas avanzadas como la microscopía de efecto túnel y la microscopía térmica de barrido, se han estudiado materiales termoeléctricos nanoestructurados, con aplicaciones en proyectos de eficiencia energética.

De manera complementaria, se han caracterizado capas bidimensionales de disulfuro de tungsteno (WS₂), un compuesto utilizado en la industria electrónica, y se investigan materiales fotovoltaicos emergentes, flexibles y transparentes, considerados tecnologías estratégicas para la transición energética.

La convergencia entre nanotecnología y bioingeniería ha permitido el desarrollo de tecnologías limpias y estrategias de economía circular. Entre los avances, se destacan varias estrategias para el tratamiento de aguas contaminadas:

Existen, además, otros proyectos que vinculan la evaluación ambiental con un enfoque de política pública. Por ejemplo, el análisis de material particulado (PM10) en zonas aledañas al relleno sanitario Doña Juana, el estudio del impacto de nanoplásticos en alimentos y la producción de biocarbón a partir de jacinto de agua.

La bioingeniería transforma recursos biológicos en soluciones de alto valor agregado. Además, la integración entre nanotecnología y biología genera biomateriales funcionales, con aplicaciones terapéuticas y ambientales. Muestra de ello son la identificación de clústeres genéticos antimicrobianos en suelos colombianos y el desarrollo de cultivos 3D de células madre mesenquimales, con efectos inmunomoduladores para tratamientos médicos.

Además, gracias al vínculo entre bioingeniería y nanotecnología, se ha logrado crear colágeno bioingenierizado, para el tratamiento de patologías corneales; andamios pediátricos para la uretra; celulosa bacteriana para la fabricación de cueros sostenibles; y nanoemulsiones con nanopartículas de plata (AgNPs), con efectos acaricidas y antifúngicos que permiten tratar la garrapata marrón y la Cándida en perros.

Este eje atraviesa todo el currículo de la Maestría en Bioingeniería y Nanotecnología. Los desarrollos incluyen tarjetas electrónicas para la adquisición de señales en educación STEM; modelos in-silico para el biorreconocimiento de péptidos; tamizajes bioinformáticos de material genético; y estudios de salud pública digital, como la detección de síntomas depresivos mediante dispositivos móviles.

El ecosistema formativo de la Maestría en Bioingeniería y Nanotecnología se fortalece con un enfoque en el marco regulatorio y la ética, con lo cual se garantiza que los desarrollos científicos respondan a estándares nacionales e internacionales.

Los trabajos sobre buenas prácticas de manufactura y clínicas en productos de terapia avanzada, así como las recomendaciones para ensayos de nanotoxicología y ecotoxicología, aseguran que la innovación llegue a la industria y a los pacientes de manera segura, protegiendo tanto a las personas como al ambiente.

Todo lo anterior demuestra la pertinencia nacional del programa:

Así, la Maestría en Bioingeniería y Nanotecnología trasciende el ámbito académico para posicionarse como un motor de productividad, sostenibilidad y competitividad.

Los estudiantes y egresados han recibido menciones meritorias y laureadas en sus proyectos, respaldados por laboratorios de última generación, el apoyo de docentes-investigadores con experiencia internacional y una sólida red de convenios para movilidad y colaboración global. Con esto, los egresados son capaces de diseñar, prototipar, validar y transferir soluciones con impacto real en la sociedad y la economía del país.