La investigación biomédica en el CINN

Carta del Director CINN Director del CINN del CINN

Ramón Torrecillas, Profesor de Investigación del CSIC.

El desarrollo de nuevos biomateriales y las técnicas de ingeniería de tejidos han adquirido gran importancia en las últimas décadas como nuevas estrategias terapéuticas para reparar, recuperar o sustituir funciones, tejidos u órganos dañados o perdidos. Los comienzos de la investigación del Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN) en el campo de los biomateriales se remontan al año 2001 en el que el grupo de Materiales Nanoestrucutrados que yo mismo dirigía en el Instituto Nacional del Carbón (INCAR) lideró el proyecto Europeo Bioker del V Programa Marco “Extending the lifespan of orthopaedic implants: development of ceramic hip and knee prostheses with improved zirconia toughened alumina nanocomposites” en el que logramos desarrollar un nuevo material composite con valores de resistencia a la fatiga nunca antes alcanzados en materiales cerámicos óxidicos.

A partir del año 2005, en una clara apuesta por el crecimiento de esta línea de investigación, el CINN comenzó a iniciar colaboraciones así como incorporar a su plantilla nuevos investigadores del campo de la biología y la medicina, formando un equipo interdisciplinar que sabíamos imprescindible para alcanzar un conocimiento científico profundo de las interacciones generadas entre los materiales implantables y el medio biológico. Igualmente, las aplicaciones del mundo de las nanopartículas al sector biomédico impulsó el crecimiento de líneas de investigación como la de materiales biocidas donde el estudio de la interacción de las nanopartículas con las células resultó ser un punto clave.

En los últimos años esta línea de investigación ha evolucionado significativamente y lo que en un principio era una investigación en el campo de la ingeniería de tejidos donde nuestros trabajos acababan dentro del mundo de los materiales inorgánicos, poco a poco se fue moviendo hacia los materiales biológicos, donde no sólo se estudiaban distintos soportes inorgánicos sino que se modificaban con materiales biológicos con el fin de mejorar propiedades tan importantes como la osteoinducción, osteoconducción y angeogénesis.

El CINN ha dirigido y participado en proyectos de investigación en el campo biomédico de los cuáles se han obtenido resultados prometedores, que han captado el interés de importantes empresas de dicho sector para el desarrollo y comercialización de productos. Estos resultados han dado lugar también a un incremento sustancial de las publicaciones y otras actividades de difusión en el ámbito científico biomédico.

Desde hace tiempo sabemos que nuestras investigaciones en el ámbito

biomédico deben desarrollarse en el entorno de los servicios sanitarios.

El CINN agrupa en la actualidad un colectivo de 32 investigadores procedentes del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Universidad de Oviedo, entre los que se encuentra un nutrido grupo dedicado a la investigación básica y aplicada orientada a la preparación y caracterización de propiedades de nuevos biomateriales y al estudio de su comportamiento en el medio biológico en el que desarrollan su función.

Se trata, hoy por hoy, de un grupo de investigación consolidado e interdisciplinar, integrado por investigadores procedentes de la rama de ciencia de los materiales, ingenieros, biólogos y médicos, que trabajan juntos encaminado sus esfuerzos investigadores hacia el desarrollo de biomateriales capaces de modular la respuesta biológica y que, en combinación con células y factores bioquímicos, logran una óptima regeneración tisular y la recuperación de la función biológica.

Desde hace tiempo sabemos que nuestras investigaciones en el campo biomédico deben desarrollarse en el entorno de los servicios sanitarios y es por ello que en actualidad estamos desarrollando nuestra investigación en el ámbito biomédico mediante colaboraciones con distintos

grupos del Hospital Universitario Central de Asturias (HUCA) y otros centros. De otra forma perderíamos la posibilidad de generar sinergias con otros grupos de investigación así como la posibilidad de que los nuevos conocimientos científicos sean transferidos, no solamente a la investigación clínica, sino también a la práctica asistencial y a la industria.

La reciente creación de la Fundación para la Investigación Biosanitaria de Asturias (FINBA), supone en este sentido un nuevo marco de trabajo de enorme interés para el CINN por cuanto nos ayudaría a mejorar la calidad de nuestro trabajo y facilitaría la traslacionalidad de los resultados de nuestra investigación. Por otro lado, la presencia en la FINBA de investigadores procedentes del CINN permitiría el flujo constante de información entre los investigadores de la rama de la ciencia de los materiales y los del sector biosanitario. El trabajo conjunto redundaría en definitiva en un aumento del conocimiento que permitiría resolver problemas de salud de alta prevalencia en la sociedad, como son los asociados a los reemplazos de articulaciones o la necesidad frecuente de utilizar substitutos óseos en prácticas quirúrgicas.

Apuesta multidisciplinar A partir del año 2005, en una clara apuesta por el crecimiento de esta

línea de investigación, el CINN inició colaboraciones e incorporó a su

plantilla nuevos investigadores del campo de la biología y la medicina.

¿Quiénes somos?

Sede central del CINN en El Entrego (Asturias)

El Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN) es un centro mixto de investigación creado en el año 2007 por iniciativa institucional conjunta entre el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el Gobierno del Principado de Asturias y la Universidad de Oviedo. Estas tres entidades aportan la infraestructura, personal perteneciente a grupos de excelencia en el área de los nanomateriales y de la nanotecnología, así como parte de la financiación necesaria para su actividad.

Firma de convenio de creación del CINN.

19 de Noviembre de 2007

Misión, visión y objetivos El objetivo principaldel CINN es combinar, dentro de diversos campos de especialización en los que sus grupos de investigación tienen ya un claro prestigio internacional, investigación interdisciplinar de alta calidad competitiva con actividades de demostración científico-tecnológica en el que confluyan los intereses de empresas tecnológicamente avanzadas con investigadores especializados con una clara vocación de transferencia, y que se potencie la creación de nuevas empresas de base tecnológica.

262 publicaciones científicas

21 patentes concedidas

6 Patentes licenciadas

1 Empresa Spin-off creada

180 comunicaciones presentadas en

conferencias y congresos por todo el mundo

8 Tesis doctorales dirigidas

24 Proyectos de investigación

ejecutados con un presupuesto global

superior a 4,5 M€

EL CINN EN CIFRAS

AÑOS 2010-2014

Investigación y Sectores Estratégicos del CINN

La investigación del CINN se centra en el Diseño Controlado de Materiales en la Multiescala y tiene por objetivo la creación, caracterización y comprensión del comportamiento de nuevos materiales multifuncionales en diversas escalas incluyendo la macro, micro y nanoescala.

Los ámbitos de generación de conocimiento del CINN comprenden, desde el estudio del comportamiento de moléculas magnéticas y no magnéticas a través de códigos de simulación desarrollados por los propios investigadores del centro, la interacción de nanoestructuras magnéticas de diferentes materiales con superconductores, semiconductores y metales, hasta la fabricación y el análisis de sistemas nanoestructurados híbridos y el desarrollo y caracterización de nuevos materiales nanocompuestos con diseño a medida de la nano/microestructura.

La investigación del CINN se dirige principalmente hacia 4 sectores estratégicos:

Biomedicina: diseño de materiales biofuncionales con mayor vida útil de aplicación en la regeneración y sustitución de órganos. Nuevos materiales biocidas de aplicación biomédica.

Seguridad: síntesis y procesamiento de materiales multifuncionales, como nanocompuestos ultraduros para aplicaciones como blindajes, cerámicas oxídicas transparentes y materiales ultraestables para sistemas de protección y observación.

Industria: síntesis y procesamiento de materiales multifuncionales, como nanocompuestos ultraduros para herramientas de corte y perforación, y materiales ultraestables para componentes de litografía en el UV extremo.

Tecnologías de la información y la Comunicación: estudio de fenómenos cooperativos en sistemas híbridos magnéticos e investigación en magnetos moleculares para ser aplicados en los dispositivos electrónicos de la próxima generación.

- J.S. Moya

“…diseñamos materiales

biofuncionales con mayor vida

útil…”

La investigación biomédica en el CINN

La investigación biomédica realizada en el CINN se centra en el desarrollo de biomateriales capaces de modular la respuesta biológica que, combinados con células y factores bioquímicos, sean capaces de lograr la recuperación y regeneración de tejidos y órganos. Dicha investigación se lleva a cabo mediante un planteamiento interdisciplinar, basado en:

El conocimiento profundo del desarrollo del material y una caracterización concienzuda del mismo a nivel físico-químico y mecánico

El estudio exhaustivo de las interacciones que el material establece con las entidades biológicas con las que estará en contacto, mediante estudios in vitro e in vivo

Líneas actuales de investigación biomédica en el CINN:

Desarrollo de sustitutos óseos sintéticos con capacidad osteconductora, osteoinductora y osteogénica potenciada con factores biológicos o células autólogas.

Sustitutos óseos basados en biovidrios que proporcionan propiedades antimicrobianas.

Desarrollo de regeneradores de tejido blando: membranas y apósitos basados en fibras de biovidrios con actividad antimicrobiana

Desarrollo de implantes para artroplastia total de cadera

Desarrollo de implantes dentales basados en nuevos materiales cerámicos nanocompuestos

Desarrollo de hidrogeles para remplazo de disco intervertebral

Hidrogeles basados en ácido hialurónico

Desarrollo de separadores de PRP y otras fracciones sanguíneas.

Nanocomposite de alúmina y circona estabilizada con ceria

Prof. Ramón Torrecillas

Profesor de investigación del CSIC y Director del CINN

Doctor en física y en ciencia de materiales. Es inventor en 17 patentes entre las que destacan 3 patentes sobre nuevos biomateriales para aplicaciones en implantología dental y de cadera y 1 patente sobre sustitutivos óseos. Es asimismo autor de más de 150 publicaciones de las cuales un 30% son en el campo de los biomateriales.

Prof. José Serafín Moya

Profesor de investigación del CSIC

Doctor en física y experto internacionalmente reconocido en el campo de los biomateriales y los materiales compuestos cerámica-metal. Su trabajo más reciente se ha centrado en el desarrollo de nuevos materiales antimicrobianos basados en sustratos inorgánicos que se han materializado en 3 patentes y múltiples publicaciones

Dr. Adolfo Fernández

Investigador

Especialista en procesos químicos para la síntesis y modificación de nuevos nanocomposites cerámicos. En el año 2013 se incorpora a la empresa Nanoker Research donde lidera el Área de Materiales Multifuncionales en el marco del acuerdo Público-Privado con el CINN.

Dr. Roberto López-Píriz

Doctor en medicina y cirujano de prestigio internacional en el campo maxilofacial. Trabaja en su consulta privada de Madrid y es uno de los científicos con mayor impacto en el campo de la perimplantitis y el desarrollo de nuevos sustitutos óseos de alta velocidad de osteointegración. Colabora activamente con el Centro de Cirugía Mínimamente Invasiva Jesús Usón de Cáceres.

Dra. Elisa Fernández

Licenciada en Biología. Especialidad sanitaria.

La investigación de Elisa Fernández se centra en el estudio de la respuesta biológica de nuevos materiales cerámica-metal para implantología. Su trabajo en los últimos años se ha centrado en la funcionalización de híbridos orgánicos-inorgánicos mediante moléculas bioinspiradas.

Dra. Marta Suarez

Marta Suárez Menéndez es Doctora por la Universidad de Oviedo dentro del programa de doctorado Análisis químico, bioquímico y estructural avanzados. Dentro del campo de biomateriales ha trabajado en la síntesis de materiales híbridos orgánicos-inorgánicos adecuados como sustitutos para la regeneración del tejido óseo y ha colaborado también en el desarrollo de materiales con capacidad antimicrobiana. En la actualidad trabaja en el desarrollo de scaffolds biofuncionalizados para ser utilizados como sustitutos óseos.

Nuestro equipo de investigadores

Dr. Luis Antonio Díaz

Científico Titular del CSIC

Las líneas de investigación en las que trabaja en la actualidad se encaminan hacia el procesamiento y la funcionalización de nanomateriales para su utilización en diversos campos, fundamentalmente en el sector biomédico, con aplicaciones en prótesis de cadera y rodilla e implantes dentales.

Dra. Belén Cabal

JAE-DOC del CSIC.

Doctora en Ciencias Químicas

Responsable de la línea de investigación en materiales antimicrobianos del CINN. La investigación de María Belén Cabal Álvarez en los últimos años se ha basado en el desarrollo de materiales nanoestructurados con nanopartículas metálicas y de vidrios con capacidad antimicrobiana para aplicación en el sector biomédico.

Lidia Goyos

Ingeniera química. Máster en Ingeniería Biomédica

La investigación de Lidia Goyos se centra en el estudio de osteointegración de materiales cerámicos nanocompuestos desarrollados para el campo de la implantología dental. Trabaja en la funcionalización superficial física, química y biológica de los materiales con el fin de lograr una óptima integración ósea del implante.

Dr. Masahiro Nawa

Ingeniero de Materiales por la Universidad de Niigata. Director de Investigación en Panasonic Healthcare desde 2011 hasta 2013.

Es especialista en ingeniería de materiales cerámicos y en particular de propiedades mecánicas, pulvimetalurgia, control microestrucutral y desarrollo de materiales nanocompuestos. Tras solicitar la prejubilación en Panasonic Corporation, en 2014 se incorpora al Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología.

Dra. Catuxa Prado

JAE-DOC del CSIC.

Catuxa Prado es licenciada en Bioquímica y doctora dentro del programa de Biología Funcional y Molecular de la Universidad de Oviedo. Sus investigaciones se han centrado en el estudio de la respuesta biológica frente a nuevos biomateriales y en el papel que el sistema inmune juega en el proceso de integración ósea. Asimismo, trabaja en el desarrollo de scaffolds que proveen un ambiente apropiado en el que células y tejido vivo puedan desarrollar su función, a partir del uso combinado de células y factores bioquímicos.

Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología, CINN Avenida de la Vega, 4 33940 El Entrego, San Martín del Rey Aurelio, Asturias, España Teléfono: +34 985 733 644

Fax: +34 984 086 810

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