El mundo de la experimentación médica por ordenador (in silico) está consolidándose como vía para complementar y acelerar las técnicas de investigación in vivo e in vitro. Siguiendo los pasos de otras industrias pioneras en el uso de la simulación para la ingeniería, las compañías biomédicas y farmacéuticas han empezado a adoptar ampliamente el modelo informático y la simulación (CM&S en sus siglas en inglés) para acelerar los procesos de desarrollo de sus productos y reducir el alto coste de aportar un nuevo medicamento o tratamiento al mercado.
De hecho, según la organización Medical Device Innovation Consortium (MDIC), el modelo in silico podría representar más del 50% de los ensayos clínicos del futuro. Y es que las autoridades regulatorias, como la FDA (Food and Drug Administration) de EE.UU., han reconocido recientemente el valor de la simulación en sus procesos de aprobación, recomendándola para complementar otros acercamientos, como los ensayos clínicos con animales y humanos.
Ansys, compañía líder global e innovadora en software de simulación de ingeniería, pone de relieve las ventajas del “laboratorio humano virtual” que se consigue a través de la aplicación de esta tecnología en la investigación médica.
Reducción de tiempos y minimización de costes
Puede ser difícil o imposible encontrar voluntarios para probar el comportamiento de un tratamiento dado sin ponerlos en peligro. Gracias a los avances en la imagen médica, el poder de las computadoras, y a los algoritmos y modelos numéricos, las compañías médicas y farmacéuticas pueden reproducir el entorno humano. Si es necesario, los investigadores pueden ampliarlo con una precisión geométrica y quirúrgica, modelando potencialmente el cuerpo humano por completo a través de un enfoque de sistemas.
Una puerta a la optimización
La simulación permite el desarrollo de modelos detallados tanto del dispositivo como de la parte del cuerpo que interactúa con él. Se predice el comportamiento térmico, estructural, de fluidos y/o electromagnético de componentes naturales como los tejidos blandos, huesos y sangre, usando modelos avanzados validados previamente. Las condiciones límite se calculan a través de una combinación de modelado 3D y simulación a nivel de sistemas. Comprender al detalle cómo funcionará el dispositivo es crucial en el estadio inicial de desarrollo de concepto del proceso de desarrollo del producto.
Una aproximación progresiva
En un primer paso se analizan los componentes del cuerpo humano que directamente interactúan con el dispositivo o medicina. Los investigadores pueden después añadir más considerando más modelos no-lineares avanzados o añadiendo más leyes físicas. También podrían expandir progresivamente el número de partes del cuerpo hasta abarcar el cuerpo entero.
Evidencias para poblaciones objetivo enteras y pruebas llevadas al extremo.
Para demostrar con seguridad que un dispositivo o medicina funcionará como se espera y que ofrece los resultados esperados a pesar de la variabilidad fisiológica y patológica de la población objetivo, se prueba normalmente en ensayos clínicos de cientos de miles de pacientes. Realizando la misma simulación en grandes bases de datos, los investigadores pueden desarrollar ensayos clínicos in silico basados únicamente en unos pocos parámetros claves y llegar a conclusiones valiosas para los médicos sin riesgo para los pacientes. Es posible, por lo tanto llevar las pruebas al extremo y determinar la ventana de operatividad real para una solución dada.
No hacen falta grandes inversiones para obtener grandes resultados
La revolución in silico, no solo impulsará la innovación médica y traerá consigo soluciones que mejoren la calidad de vida de la población, sino que ya está generando grandes oportunidades de negocio. Las compañías pueden obtener un gran valor de esta tecnología incluso con inversiones mínimas identificando cuáles son las prácticas que pueden generarle el mayor impacto inmediato, y adoptando de forma progresiva prácticas multinivel más favorables. Aunque no se obtienen los resultados que se obtendrían de una implementación global, esta aproximación permite lograr importantes resultados a través de inversiones pequeñas.
