BIOMEDICINA
Integra los avances tecnológicos médicos y sus aplicaciones en la medicina personalizada, la síntesis de tejidos y órganos artificiales, biosensores, prostética avanzada, la potenciación de capacidades humanas.
ENFOQUE: TRAUMA
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El reconocimiento temprano de la gravedad de la enfermedad y la intervención terapéutica temprana son críticos para reducir los índices de mortalidad y morbosidad. La técnica de conteo sanguíneo completo (CSC), bastante rutinaria en los laboratorios, analiza una serie de parámetros sanguíneos de forma bastante rápida, sencilla y económica. Algunos de estos parámetros, tales como la amplitud de distribución eritrocitária y el índice neutrófilo/linfocito, pueden ser usados como marcadores biométricos para la inflamación sistémica y la predicción de la gravedad de la enfermedad, facilitando la toma de decisiones de triaje para pacientes de elevado riesgo y proporcionando una herramienta que facilite intervenciones muy focalizadas. Se solicita una solución integral que incluya medios y protocolos para el triaje rápido. Dicha solución será de gran utilidad no sólo en entornos hostiles, sino también en los centros de urgencias y en unidades de cuidado intensivo.
El estándar actual para el tratamiento de la hemorragia es el uso de una solución cristaloide o coloide, que se han revelado no ser tratamientos médicos óptimos. Los primeros pueden ocasionar consecuencias graves en casos de hemorragias severas como acidosis hipercloremicas y edemas en los tejidos; los segundos han sido asociados con daños renales y aumento del riesgo de sangrado. Es necesaria una nueva tecnología que reduzca los riesgos asociados a los tratamientos actuales. Esta solución puede funcionar a través de varios procesos tales como la mejora de la resucitación celular, la recuperación de tejidos y la sustitución de factores celulares perdidos, entre otros. Todos los componentes del fluido deben contar con mecanismos de depuración por parte del cuerpo.
En el campo de combate, los paramédicos proporcionan cuidados médicos bajo condiciones muy hostiles. Aspectos como localizaciones muy remotas, sitios con poca iluminación o bajo fuego y explosiones, carreteras en estado muy precario o la presencia de muchas bajas son algunos de los aspectos que pueden llevar a excesivos retrasos en la obtención del acceso vascular. Aunque los guías por ultrasonido constituyan la técnica recomendada para la canalización intravenosa, se han reportado complicaciones durante la inserción de la aguja. En este sentido, es necesario desarrollar un aparato para facilitar dicha operación que sea portátil, cargable por pilas y que use escáner o tecnología doppler de forma a automatizar todo el proceso y a permitir su ejecución por personal sin entrenamiento.
Actualmente son muy pocos los mecanismos de entrenamiento que expongan o inmersen el personal médico en los muy variados contextos operacionales. La evaluación del trauma del paciente y la correcta gestión del mismo, desde su baja para el combate y durante su evacuación en ruta, es esencial para los médicos. Es necesario el desarrollo y demostración de un entorno de trabajo sintético para la preparación y cuidado del paciente en ruta para la evacuación y para el cuidado del paciente en entornos hostiles. Dicho mecanismo debe incluir la capacidad para crear y editar escenarios, grabar rendimientos y simulaciones de datos y permitir la interoperación con simulaciones externas.
Por otro lado, la asistencia a los heridos en combate depende muchas veces de la coordinación de equipos muy distintos, que operan en condiciones hostiles y que están frecuentemente separados en el tiempo y por grandes distancias. Todos los involucrados deben recibir y entender perfectamente una serie de información crítica para asegurar los mejores niveles de asistencia a los heridos. Se procuran propuestas para el desarrollo de un marco de entrenamiento que utilice simulaciones virtuales, en vivo o mixtas capaces de proporcionar al personal médico, no-médico y asistencial las estrategias que les permitan dominar los protocolos de evacuación de pacientes, desde el local donde se da la baja en combate hasta el siguiente nivel de cuidados.
Dried Blood Spots (DBS) es la técnica más usada para la recopilación y análisis de muestras de sangre. Con todo, la recogida de este tipo de muestras en entornos hostiles necesita de una serie de condiciones para evitar su contaminación y posibles infecciones. Se necesitan además proteger correctamente todos los componentes involucrados en la recogida de muestras y muchas medidas para asegurar las adecuadas condiciones para su transporte y almacenamiento. Se buscan nuevas soluciones, materiales, procesos o plataformas que permitan reducir la complejidad logística del proceso actual de recopilación de muestras de sangre con la técnica DBS- Dried Blood Spots- en entornos hostiles y mejorar la recuperación de datos pasibles de ser analizados de las muestras.
Los maniquíes médicos o simuladores de pacientes humanos son herramientas de gran utilidad para el entrenamiento de los combatientes en los primeros auxilios a los heridos. Los avances en materiales y moldeados han permitido crear réplicas cada vez más realistas de estos maniquíes. Se buscan propuestas para la fabricación de simuladores de pacientes humanos, con miembros y órganos desarrollados con propiedades mecánicas similares a los tejidos humanos, que incorporen sensores y actuadores adecuados a las lesiones a ser tratadas durante el entrenamiento. Estos maniquíes deben poder ser restaurados, reconfigurados y reutilizados para otros tipos de casos, teniendo complementos y extensiones compatibles para generar un simulador genérico de paciente humano para la práctica de intervenciones médicas intrusivas.
Se pretende desarrollar y demostrar un sistema de simulación que proporcione capacidades psicomotoras de entrenamiento para los practicantes médicos en labores relativas a la identificación y tratamiento de luxaciones del hombro, codo y dedos. En especial, el simulador debe permitir el entrenamiento de los médicos en operaciones de reducción de la articulación.
ENFOQUE: ERGONOMÍA
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Una parte importante de los militares y de los cuerpos de seguridad están expuesta a altos niveles de ruido en su quehacer diario. Es vital para estos grupos poder proteger su audición a la vez que mantienen su capacidad para comunicar efectivamente. Los tapones son un aspecto crucial de los protectores auditivos, pero su tecnología ha cambiado poco en los últimos 40 años y es necesario trabajar en aspectos como: su correcta adaptación al oído de su usuario, la corrección de ruidos nocivos que se filtran por la presencia de gafas y su capacidad de distribuir la presión por toda la superficie de contacto para mayor confort del equipamiento que se lleva en la cabeza. Para los equipos de tierra que trabajan próximos a sistemas aéreos y en entornos donde la presión acústica es superior a 150 db, es necesario además conseguir una protección auditiva que proporcione una atenuación de 50 db.
En cuanto a las protecciones de cabeza de los equipos de vuelo es necesario trabajar en versiones que sean más fáciles de limpiar, que no se sobrecalienten, que sean más cómodas y que sean compatibles con otros equipos, como visión nocturna, visión periférica y equipos NBQ. Otro problema detectado es que estos equipos frecuentemente no previenen las lesiones craneales en caso de impacto.
En el caso de los cascos para el ejército de tierra, es necesario además incorporar un sistema auditivo en los cascos encapsulados que reproduzca todo el entorno auditivo existente, incluida la información direccional del sonido, para prevenir que los soldados se quiten los cascos para usar su audición natural. Otros aspectos como la reducción del ruido y la posibilidad de filtración de señales deben ser considerados.
Los equipos de protección personal como los cascos de pilotos y carristas no son inmunes a las vibraciones y ruidos inducidos por las propias vibraciones del vehículo, llegando a producirse resonancias a ciertas frecuencias que aumentan el ruido en la cabina y la vibración del casco. Estos efectos producen una mayor carga de trabajo durante las operaciones, la pérdida de comunicaciones de radio, excesiva fatiga e incluso pérdida de audición. Se buscan propuestas que desarrollen los procesos analíticos y experimentales para validar las vibraciones y resonancias inducidas sobre los pilotos y carristas en sus puestos de actividad del vehículo durante las maniobras más usuales, e inducir los efectos de esta exposición sobre el sistema biomecánico humano, estableciendo las propuestas de mitigación y corrección si fuera necesario.
ENFOQUE: MEDICINA PERSONALIZADA
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La experiencia reciente en conflictos militares enseña que los tratamientos de los soldados heridos dependen, muchas veces, de acciones llevadas a cabo por el propio soldado herido o por sus compañeros. Por ello, son necesarias nuevas tecnologías médicas para avanzar en el aprendizaje de las competencias médicas primarias para el tratamiento de heridos en combate. Este tópico va dirigido a desarrollar y demostrar una herramienta de simulación basada en la fisiología del combatiente, que permita evaluaciones sobre su estado de salud y su rendimiento físico y fisiológico, y sobre el historial de sus lesiones, tanto por el usuario, como por el personal médico, a través de plataformas electrónicas móviles. Estas tecnologías se ven favorecidas por los avances ya conseguidos en los ámbitos de la medicina personalizada, de los sensores fisiológicos y de actividad física que se pueden incorporar a los uniformes, la bioinformática y la medicina computacional. No obstante, a pesar de los grandes desarrollos en la tecnología de sensores biomédicos, ponibles (wearables) y no invasivos que pueden recopilar una gran cantidad de datos, no existen todavía métodos establecidos para el uso predictivo de los mismos. Así, se procura una solución que desarrolle un modelo matemático, “personalizable”, basado en elementos fisiológicos calibrados con un amplio espectro de datos clínicos que pudiese pueda proporcionar una capacidad predictiva de las respuestas del cuerpo humano a diversos estímulos y estreses, tales como el ejercicio físico o las heridas.
ENFOQUE: MEDICINA REGENERATIVA Y PROSTÉTICA
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Con este tópic se buscan tecnologías que aporten soluciones disruptivas en el campo de la monitorización y diagnóstico temprano del personal militar más expuesto a la pérdida auditiva y a sufrir acufenos, además de soluciones novedosas para el tratamiento y la eventual recuperación de dichas patologías. El área de actuación queda a la elección del proponente, aceptándose propuestas en diferentes campos como terapias génicas, medicina regenerativa para la recuperación de células, farmacoterapia, etc.
La impresión 3D también ha llegado a la fabricación en el campo de la medicina. Desde modelos y equipos médicos, pasando por audífonos y otros sensores a medida, prótesis, escayolas y férulas personalizadas, hasta huesos y dientes, cartílagos de la oreja, tejidos y vasos sanguíneos, pieles sintéticas, células madre, fármacos, órganos y válvulas. El objeto de la propuesta es recabar proyectos que proporcionen una solución rápidamente implantable en esta materia, ya sea desplegable en los equipamientos médicos en el teatro de operaciones o los hospitales en territorio nacional para el tratamiento del personal militar herido.
ENFOQUE: BIOSENSORES
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Actualmente, existe una amplia oferta de sensores inteligentes y aplicaciones conectadas a internet en la que se emplean dispositivos móviles como portales de comunicación con la nube mediante protocolos estándar IPv6. Este tópic procura una solución integrada basada en una red de sensores ponibles (wearables) para la monitorización de parámetros físicos y de posición, su adquisición, grabación y análisis en tiempo real y envío a un sistema de gestión inteligente que proporcione datos estadísticos individuales y grupales con diferente detalle y representación a los diferentes niveles de la escala de mando.
ENFOQUE: EQUIPOS MÉDICOS AVANZADOS
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El oxígeno medicinal de alta pureza y sin contaminación es esencial en el teatro de operaciones. La seguridad y el volumen del transporte es otro aspecto a considerar en las operaciones militares. Actualmente el oxígeno se produce a partir del aire, con las técnicas de absorción por oscilaciones de presión y absorción por oscilaciones de vacío, empleando equipos pesados y de gran consumo energético. Además, se requieren purificaciones adicionales del mismo. También se emplea la electrólisis del agua que requiere de agua deionizada en electrolizadores convencionales, con un alto consumo de energía. Se busca una solución que desarrolle un equipo basado en la separación fotoelectroquímica del agua, produciendo oxígeno directamente del agua y de la radiación solar. Esta técnica produce adicionalmente hidrógeno de alta pureza, que también es de interés como combustible para otras tecnologías. El sistema debe ser compacto y equiparable, al menos en peso y consumo, a los equipos en uso.
La asistencia temprana a heridos en zona de operaciones constituye uno de los principales retos de las FAS a la hora de velar por su personal desplegado en operaciones. Con este topic se procura desarrollar una solución consistente en un terminal con sistema operativo Android, que será acompañado de material sanitario, destinado a tratar de prevenir el fallecimiento del combatiente. La solución debe desarrollar una aplicación móvil rugerizada (apta para operar en entornos militares) que permita la comunicación vía Bluetooth o tecnología similar, entre un sanitario y un combatiente que asista al herido en el teatro de operaciones. Se hará especial hincapié tanto en las características del hardware (robusto al tiempo que ligero) como del software de la aplicación que debe permitir la visualización periódica de la situación del equipo de apoyo, facilitar todo tipo de información táctica y mostrar los signos vitales del herido en tiempo real. Adicionalmente, la aplicación debe incluir la posibilidad de realización de entrenamiento del personal militar en su utilización, constituyendo un ejercicio de desarrollo de sus capacidades tácticas en zona de operaciones para el momento en que se verán confrontados con una situación en la que es necesario gestionar el apoyo a heridos.
ENFOQUE: POTENCIACIÓN DE LAS CAPACIDADES HUMANAS
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Con este topic se buscan soluciones que desarrollen tecnologías innovadoras que mejoren el desempeño fisiológico, psicológico, físico e intelectual del combatiente, además de su resistencia a la enfermedad, estrés, heridas o problemas causados por las exigencias de operaciones largas en entornos extremos. Se pretenden generar estudios de viabilidad sobre diferentes opciones de diseño de sistemas, con sus respectivas especificaciones, capacidades y tecnologías clave para: aumentar la sostenibilidad del máximo rendimiento, incluyendo el aumento de resistencia, fuerza, energía, agilidad y la mejora de los sentidos; reducir el tiempo de recuperación; aumentar la tolerancia a los entornos extremos o la habilidad para una rápida aclimatación a los mismos; mejorar la eficiencia metabólica; mejorar la llegada de oxígeno a los músculos; proporcionar los efectos reparadores del sueño; reducir la probabilidad de lesiones del sistema musculoesquelético. Algunas de las nuevas áreas de investigación para este topic son la genómica, la epigenética, la proteómica, la biología sintética, la estimulación y análisis neurológica, la nutraceutica y la farmacología.