Biosensores para medicina - Ministerio de Ciencia, Tecnología e

ESTUDIOS DE CONSULTORÍA EN EL SECTOR NANOTECNOLÓGICO
ESTUDIO DE VIGILANCIA TECNOLÓGICA E INTELIGENCIA COMPETITIVA:
BIOSENSORES PARA MEDICINA
ESTUDIOS DE CONSULTORÍA EN EL SECTOR NANOTECNOLÓGICO
ESTUDIO DE VIGILANCIA TECNOLÓGICA E INTELIGENCIA COMPETITIVA:
BIOSENSORES PARA MEDICINA
Consorcio:
Observatorio Tecnológico (OTEC) del Departamento de Ingeniería Industrial
de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Mar del Plata (Argentina)
Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC)
Fundació Hospital Universitari Vall d’Hebron– Institut de Recerca (VHIR) (España)
El presente estudio se realizó entre octubre de 2012 y diciembre de 2013. Su contenido es
responsabilidad de sus autores y no representa la posición u opinión del Ministerio de Ciencia,
Tecnología e Innovación Productiva.
Ciudad Autónoma de Buenos Aires, MARZO de 2016.
AuTORIDADES
■
Presidente de la Nación
Ing. Mauricio Macri
■
Ministro de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva
Dr. Lino Barañao
■
Secretario de Planeamiento y Políticas en Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva
Dr. Miguel Ángel Blesa
■
Subsecretario de Estudios y Prospectiva
Lic. Jorge Robbio
■
Director Nacional de Estudios
Dr. Ing. Martín Villanueva
RECONOCIMIENTOS
La información disponible en el presente documento es producto del proyecto “Estudios de Consultoría en
el Sector Nanotecnológico” Préstamo BIRF Nº 7599/AR - Licitación Nº 05/09. Este proyecto fue desarrollado por el consorcio constituido por el Observatorio Tecnológico (OTEC) del Departamento de Ingeniería
Industrial de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Mar del Plata (Argentina), el Instituto
de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y la Fundación Hospital Universitaria Vall d´Hebron – Institut de Recerca (VHIR) (España) y fue dirigido por Jorge Petrillo, Director del OTEC.
Se agradece la participación de los siguientes profesionales: Martín Petrillo, Pere Escorsa Castells, Jairo
Chaur Bernal, Enric Escorsa, Ivette Ortíz Montenegro, Elicet Cruz, Katia Cueto, Víctor Rojas y Mary Aranda.
El proyecto ha sido realizado en el marco de la Dirección Nacional de Estudios, dependiente de la Subsecretaría de Estudios y Prospectiva de la Secretaría de Planeamiento y Políticas del Ministerio de Ciencia,
Tecnología e Innovación Productiva de la República Argentina.
La coordinación y supervisión de las actividades del proyecto por parte del Ministerio de Ciencia estuvo
a cargo del equipo de trabajo de la Dirección Nacional de Estudios del Ministerio: Lic. Alicia Recalde, Lic.
Ricardo Carri, Lic. Manuel Marí, Ing. Miguel Guagliano y la AE Adriana Sánchez Rico.
ÍNDICE
PRÓLOGO ......................................................................................................................... 7
1
INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 9
2
ANÁLISIS DE LA PRODUCCIÓN CIENTÍFICA ............................................................. 12
2.1
Evolución de las publicaciones ............................................................................ 12
2.2
Principales revistas científicas ............................................................................. 12
2.3
Principales líneas de investigación ...................................................................... 13
2.4
Líneas de investigación incipientes ..................................................................... 15
2.5
Principales actores............................................................................................... 17
2.6
Principales instituciones de investigación ........................................................... 21
2.7
Principales investigadores ................................................................................... 24
3
ANÁLISIS TECNOLÓGICO ......................................................................................... 28
3.1
Evolución de las patentes .................................................................................... 30
3.2
Principales oficinas de patentes .......................................................................... 31
3.3
Principales líneas de desarrollo tecnológico ........................................................ 31
3.4
Líneas de desarrollo incipientes .......................................................................... 33
3.5
Principales actores............................................................................................... 36
3.6
Principales empresas y entidades tecnológicas .................................................. 41
3.7
Principales inventores .......................................................................................... 44
4 ANÁLISIS DE PROYECTOS DE I+D ............................................................................ 48
4.1
Proyectos europeos............................................................................................. 48
4.2
Proyectos de estados unidos .............................................................................. 50
5 ANÁLISIS DE MERCADO ............................................................................................. 52
5.1
Tendencias del mercado de biosensores ............................................................ 53
5.2
Mercado por zona geográfica .............................................................................. 55
5.3
Mercados verticales............................................................................................. 56
5.4
Mercado aplicaciones en consumo final ............................................................. 57
5.5
Principales actores............................................................................................... 58
5.6
Perfil de actores ................................................................................................... 60
5.7
Actores en argentina............................................................................................ 66
6 VALORACIÓN FINAL .................................................................................................... 66
7 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................. 69
8 ANEXOS ....................................................................................................................... 70
8.1
Fichas de búsquedas ........................................................................................... 70
PRÓLOGO
El Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, de manera consistente
con los lineamientos del Plan Argentina Innovadora 2020, promueve estudios sobre el
futuro de las áreas estratégicas priorizadas para impulsar el desarrollo argentino. Los
estudios prospectivos y de vigilancia tecnológica e inteligencia competitiva en las
áreas de interés del Ministerio son realizados en el marco de la Secretaría de
Planeamiento y Políticas (SePP) a través del Programa Nacional de Prospectiva
Tecnológica (PRONAPTEC) y el Programa Nacional de Vigilancia Tecnológica e
Inteligencia Competitiva (VINTEC) de la Dirección Nacional de Estudios, dependiente
de la Subsecretaría de Estudios y Prospectiva.
Una de las áreas estratégicas seleccionadas es la de las nanociencias y la
nanotecnología (NyN), una de las tecnologías de propósito general prioritaria
para el Ministerio.
En nuestro país, como en todo el mundo, las nanociencias y las nanotecnologías
están revolucionando muchas industrias y campos de aplicación, por las
posibilidades hasta hace poco impredecibles que presentan para el desarrollo de
dispositivos útiles para la salud, la agricultura, el medio ambiente, el desarrollo de
energías no convencionales, las tecnologías de la información y las comunicaciones,
cada vez más en búsqueda de la miniaturización de sus componentes. Para conocer
los desafíos y oportunidades que afectarán el desenvolvimiento de estas nuevas
ciencias y tecnologías, se llevó a cabo un amplio estudio para investigar su situación
actual y sus posibles futuros, en el mundo y en nuestro país.
El presente documento constituye uno de los productos de vigilancia tecnológica e
inteligencia competitiva generados en el marco del proyecto, en el cual se buscó
obtener información científica, tecnológica y de mercado respecto de la temática
“biosensores para medicina”, que sirvió para describir la evolución reciente de los
últimos 5 años y la identificación de señales débiles acerca de tendencias futuras.
La SePP pone este estudio a disposición de la comunidad científica y tecnológica, y
7
de la comunidad empresarial, así como de aquellas otras instituciones que forman
parte de la sociedad civil con interés en el sector, con el objetivo de contribuir
positivamente a su conocimiento y desarrollo productivo.
Dr. Miguel Ángel Blesa
Secretario de Planeamiento y Políticas del
Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva
8
1. INTRODUCCIÓN
Un biosensor se compone de dos elementos: de una unidad de reconocimiento
biológico que tiene la capacidad de interactuar específicamente con un objetivo, y de
un transductor, que tiene la capacidad de cambiar la propiedad de la solución o de la
superficie en una señal registrable. Esta señal se puede analizar para una gran
variedad de aplicaciones, como la inmunología, la detección de compuestos o de
organismos biológicos específicos.
Figura Nº 1. Estructura de un biosensor
El funcionamiento de un biosensor pasa básicamente por tres etapas, la de
reconocimiento, la de transducción, y la de tratamiento de la señal emitida. El
sistema receptor reconoce el analito, y se genera una señal primaria (electroquímica,
óptica, térmica, másica…), que luego el transductor convierte en una señal eléctrica,
que posteriormente es procesada para ser presentada en forma de datos (figura 2).
Figura Nº 2. Funcionamiento de un biosensor
9
Los biosensores incluyen una combinación de al menos cuatro sistemas, un sistema
biológico fisiológico (analito), un sistema de detección (sensores), un sistema
eléctrico (batería, circuitos), y un sistema electrónico (conversión a un monitor
analógico digital). En base a esta plataforma básica, se han desarrollado diferentes
tecnologías de biosensores (figura 3).
Figura 3. Tecnologías comerciales de biodetección
Biosensores
Electroquímico
Potenciométrico
Bioluminiscente
Optoeléctrico
Resonante
Termistor
Resonancia
plasmón
superficial
Amperométrico
Conductométrico
Potenciométrico
de luz
Fibra óptica
Piezoeléctrico
cristal cuarzo
Frecuencia
resonancia (CRF)
Onda
acústica
superficie (SAW)
Onda
transversal
superficie (STW)
Estas tecnologías de biodetección están cambiando rápidamente, aunque no todas
se convierten en éxitos comerciales, por la complejidad y limitaciones propias de la
tecnología. Desde el punto de vista competitivo, la mayoría de los biosensores se
patentan, y su penetración en el mercado está limitada por los recursos del
fabricante, y por la existencia de un mercado competitivo y con fuertes barreras
impuestas muchas de ellas por las empresas líderes del sector.
Desde el punto de vista tecnológico, los retos en la investigación y el desarrollo se
centran en aspectos, como la sensibilidad del biosensor (detección en tiempo real, y
la medición de la reacción del analito diana, y la conversión de esta medida en una
señal utilizable), en la reducción de los tiempos de lectura (menos de 20 segundos),
en la duración de la vida de una biomolécula (limitada hasta el momento), estabilidad
de los biosensores (a largo plazo), miniaturización, el coste de producción a gran
escala, etc. Estas limitaciones están presente en la mayoría de los biosensores
actuales, aunque los aspectos de miniaturización (biosensores de glucosa) y de
sensibilidad están siendo altamente considerados en los nuevos diseños de
dispositivos de biodetección modernos.
10
El estudio que aquí se presenta, se ha dividido en cuatro apartados. En el primer
apartado se analiza la producción científica y tecnológica (capítulo 2) en base a las
publicaciones científicas en revistas y congresos científicos. A partir de su análisis es
posible identificar las tendencias, las variaciones en los intereses temáticos, las
organizaciones más activas, así como los investigadores de primer nivel. Además se
analiza el liderazgo países, identificando aquellos de mayor actividad científica.
El segundo apartado comprende el análisis de la producción tecnológica (capítulo 3),
en base a las patentes de invención. El análisis de patentes se ha desarrollado en
conjunto para biosensores, nanobiosensores y nanosensores, debido a la dificultad
de identificar las aplicaciones específicas de las tecnologías en documento de las
patentes, especialmente las relacionadas con el sector agrícola. Se observa, en este
caso, el marcado interés de las empresas en proteger sus invenciones en un amplio
rango de aplicaciones.
Continuando con el estudio, el siguiente apartado presenta los proyectos de
investigación y desarrollo (capítulo 4). Se citan los proyectos internacionales más
relevantes, financiados públicamente en Europa (Unión Europea) y en Estados
Unidos, considerando que el sistema de información de estos proyectos está mucho
más organizado que los sistemas de investigación de otros países y regiones.
En el capítulo 5 se presenta el análisis de mercados, en base a información
secundaria (estudios de mercado publicados por consultoras internacionales) sobre el
sector de los biosensores y nanosensores. Finalmente, se presenta un resumen de
los principales hallazgos del estudio realizado.
11
2.
ANÁLISIS DE LA PRODUCCIÓN CIENTÍFICA
2.1
Evolución de las publicaciones
Sobre biosensores aplicados al área
de la medicina y la salud, se han
identificado en los últimos 5 años
(2008-2013)
un
total
de
2.663
artículos científicos. Esta información
se ha recuperado en la base de datos
científica Compendex.
La evolución de las publicaciones
científicas, considerando la cantidad
en valores absolutos, ha mostrado
una tendencia creciente hasta el año
2010. A partir del año 2011 se
Figura Nº 4. Evolución de las publicaciones.
2.2
aprecia una disminución en el interés
respecto a los años anteriores.
Principales revistas científicas
Tabla Nº 1. Principales revistas científicas que han publicado en el periodo 2008-2013.
Revistas
Publicaciones
Factor de impacto
1
Biosensors and Bioelectronics
280
5.389
2
Analytical Chemistry
126
5.769
3
Sensors
and
Actuators,
B:
Chemical
4
Analytical
3.668
113
and
Bioanalytical
3.756
Chemistry
73
5
Analytica Chimica Acta
54
4.344
6
Langmuir
52
4.416
7
Talanta
44
3.733
12
8
Biomedical Microdevices
32
3.076
9
Biomaterials
32
8.496
10
Journal of Biological Chemistry
30
5.023
Los resultados de investigación en el área objeto de estudio se han difundido a través
de revistas científicas (Journal article, 2642) y de artículos presentados en
conferencias (21). Más de 500 revistas científicas indexadas (581) han publicado
resultados de investigación sobre biosensores para aplicaciones médicas en el
periodo analizado. En la tabla 1 se muestran las fuentes más importantes, y su factor
de impacto (referido a los últimos 5 años).
2.3
Principales líneas de investigación
Tabla Nº 2. Principales líneas de investigación y su evolución en el periodo
No.
Líneas
de Pub. Evolución
Principales países
investigación
principales
1
Límite de detección 221
de
biosensores
(detection limits)
2
Biosensores para el 122
diagnóstico in-vivo
Biosensores
invasivos
invasive)
60
40
20
0
(in-vivo)
3
80
60
40
20
0
no 228
(non-
80
60
40
20
0
China – 80
Estados Unidos – 35
Alemania - 13
Estados Unidos – 51
China – 17
Alemania - 10
Estados Unidos - 71
Alemania – 28
China - 17
13
4
Biosensores
127
funcionalizados
(functionalized)
5
Uso
de 92
40
30
20
10
0
30
en
20
puntos de atención
0
biosensores
10
Estados Unidos - 43
China - 28
Francia - 12
Estados Unidos – 32
China – 13
Singapur - 8
(Point-of-Care, POC)
6
Lab-on-chip
141
60
40
20
0
7
Biosensores para el 90
diagnóstico in-vitro
(in-vitro)
8
Biosensores de alta 162
sensibilidad
(high
20
0
Biosensores “label 120
free” (label-free)
10
Biosensores
60
40
sensitivity)
9
40
30
20
10
0
142
40
30
20
10
0
60
electroquímicos
40
(electrochemical
0
20
Estados Unidos - 49
Italia - 16
Reino Unido - 14
Estados Unidos - 31
Alemania - 12
China- 7
China - 46
Estados Unidos - 37
Japón - 16
Estados Unidos (43)
China (24)
Corea (10)
Estados Unidos (66)
China (22)
Corea (11)
biosensors)
Desde el punto de vista temático, las publicaciones identificadas corresponden a 834
temáticas principales (describen el contenido de una publicación mediante un
término o multitérmino), 597 códigos de clasificación de las disciplinas científicas, a
3.112 descriptores temáticos (tesauros), y a más de 20.614 palabras clave (usadas
14
por los investigadores, también conocidas como “términos no controlados”).
En la tabla 2 se muestran las principales líneas de investigación, tomando como
referencia las palabras clave utilizadas por los investigadores para describir el
contenido de la publicación. En el conjunto de 20.614 palabras, solo 324 palabras son
utilizadas en más de 10 artículos, y 18.205 aparecen en 1 o 2 publicaciones.
Las 10 palabras o frases mostradas en la tabla 2 aparecen en más de 60
publicaciones, y se asocian -por tanto- a las principales áreas de interés de la
comunidad científica en el periodo estudiado. Los límites de detección en tiempo real
(relacionado con la sensibilidad del biosensor), los biosensores no invasivos, los
biosensores para el diagnóstico in-vivo, la biodetección en puntos de atención y en
casa, o biosensores de alta sensibilidad, han sido las principales áreas de interés de
la I+D (investigación y desarrollo) en los últimos años. No obstante, la mayoría
muestra una tendencia decreciente en la última parte del periodo (2011-2012, mitad
2013), excepto las áreas relacionadas con los biosensores “label-free” y los
electroquímicos (grupo genérico).
2.4
Líneas de investigación incipientes
Tabla Nº 3. Principales líneas de investigación emergentes y su evolución en el periodo
.
Líneas de investigación Pub.
Evolución
incipientes
1
relacionados
Óxidos de grafeno en 11
biosensores
no
Actores
(flexibles,
enzimáticos,
8
6
4
2
0
China (6)
Corea (5)
glucosa…)
2
Biosensores
sensitivos
(ultrasensitive)
ultra 25
10
5
0
Estados
Unidos
(11)
China (5)
Alemania (5)
15
3
Detección
de
bajos 29
límites (low limits of
detection, LOD)
8
6
4
2
0
China (13)
Estados
Unidos
(5)
Singapur (3)
4
Detección
en
tiempo 16
real (real-time detection)
8
6
4
2
0
Estados
Unidos
(8)
Corea (3)
Alemania (3)
En este caso se ha utilizado como criterio para identificar líneas incipientes, aquellos
términos utilizados por los investigadores para caracterizar sus publicaciones, que
han aparecido en los últimos dos años, es decir, son términos de uso reciente en el
área objeto de estudio.
La mejora de la sensibilidad de los biosensores, como una forma de reducir el tiempo
de respuesta, en base a la medición en tiempo real de la reacción del analito y su
conversión en una señal útil, sigue siendo un área de gran interés para la comunidad
científica y tecnológica mundial (líneas 2, 3, 4). Aparece además el uso del grafeno en
biosensores más flexibles, no enzimáticos y con aplicaciones para la monitorización
de la glucosa en sangre.
16
2.5
Principales actores
Figura Nº 5. Mapa de países y la evolución de la producción científica en el periodo 20082013.
En las figuras siguientes se presenta el perfil de cada país líder en relación a la
evolución de la producción científica nacional en el periodo analizado, las
instituciones científicas y comerciales titulares de los artículos y las líneas generales
de investigación.
En la figura 6 se puede observar que el liderazgo se asocia al volumen de resultados
publicados y no a la evolución de la producción científica, con tendencia decreciente
en los 10 países líderes. Este comportamiento se observa en la mayoría de los países
de afiliación de la institución científica o entidad comercial.
17
Figura Nº 6. Mapa de países y las instituciones científicas asociadas destacadas en el periodo
2008-2013.
Instituciones científicas y de investigación de más de 81 países han publicado
resultados relacionados con los biosensores para aplicaciones médicas en los
últimos 5 años. Los países con más de 100 publicaciones en el periodo han
desarrollado más del 65% de la producción científica.
Estados Unidos (685), China (423), Alemania (210) y Japón (153) son los países líderes
en el área objeto de estudio. También destacan por el número de publicaciones otros
países como Reino Unido (139), Italia (132), Francia (122), España (102), de la zona
euro, y economías emergentes, como India (101), Taiwán (99) y Singapur (74).
18
Figura Nº 7. Mapa de países y líneas de investigación principales
en el periodo 2008-2013.
En la figura 7 se presentan las líneas de investigación principales de los países líderes. Como
se puede observar, aunque las líneas son parecidas, cada país tiene sus propias áreas de
interés, siendo la sensibilidad (límite de detección) del biosensor el área que más se repite.
También aparecen los biosensores no invasivos o los funcionalizados, y las aplicaciones para
el diagnóstico in-vivo como líneas principales de los países líderes.
19
Figura Nº 8. Mapa de redes entre países en el periodo.
Fuente: desarrollado con Matheo Analyzer.
La figura 8 muestra las redes de colaboración entre instituciones de los países más
destacados (entre todos y un zoom entre las colaboraciones de mayor intensidad).
Estados Unidos se destaca no sólo por la cantidad de publicaciones, sino por las
redes de investigación con otras instituciones extranjeras, con mayor intensidad con
instituciones chinas y alemanas, y en menor medida con Reino Unido (UK), Singapur,
Turquía. Otras colaboraciones destacadas han sido entre China y Hong Kong, China
Singapur, Reino Unido-Irlanda, y Francia-Italia.
En el primer mapa se puede observar de forma general que las colaboraciones en
esta área son de baja intensidad (1 o 2 colaboraciones).
20
Figura 9. Mapa de Argentina como titular de publicaciones científicas sobre biosensores entre
2008-2013.
Desarrollado con Matheo Analyzer.
Argentina aparece con 13 artículos publicados en el periodo cuyo tema clave (main
heading) ha sido los biosensores. En el mapa se presentan las principales líneas de
investigación,
las
instituciones
científicas
participantes,
y
los
principales
investigadores. No se han identificado colaboraciones de instituciones argentinas con
otras extranjeras.
2.6
Principales instituciones de investigación
Tabla 4. Principales instituciones científicas en el periodo 2008-2013
Principales
instituciones
Pub. País
Redes
colaboración
/ Evolución
Líneas I+D
Stanford University - 3
Univ.
Illinois at Urbana-
Champaign - 2
1
University of
California
83
30
20
10
0
Estados University of Houston - 2
Unidos
Biochips
Biosensors
Bioassay
21
Microfluidics
Cell culture
Microarrays
National
University
of
15
10
Singapore - 3
5
Soochow University - 2
BC
0
Photonics
Technological Co. - 1
Nanyang
2
Shanghai Tauto Biotech Co.
Technological 36
Singapur - 1
University
Microfluidics
Biochips
Sensors network
Biosensors
Carbon nanotubes
National Taiwan University -
15
10
2
5
National Taipei University
0
of Technology - 2
National
3
National Taiwan University
Cheng Kung 30
Taiwán
Hospital - 2
University
Biosensors
Bioassay
Microfluidics
Blood
Shanghai University - 4
Nanjing Normal University 4
Nanjing
University
29
China
4
China
8
6
4
2
0
Pharmaceutical
University - 3
22
Biosensors
Biochips
Bioassay
Biosensor
Nat.
Special
Laboratory - 9
State
Key
Lab.
of
8
6
4
2
0
Transducer Tec. - 6
5
Zhejiang
University
27
China
University
of
Illinois
at
Urbana-Champaign - 2
Biosensors
Biochips
Bioassay
Nanyang
Technological
10
University - 3
5
M.I.T - 2
0
Stanford University - 1
National
6
15
University of 27
Singapur
Singapore
Glucose sensors
Biosensors
Biochips
Bioassay
Diagnosis
Chang Gung University - 3
Nat.
Taipei
Univ.
of
Technology - 3
National
National
7
Taiwan
University
22
Taiwán
Taiwan
10
5
0
Ocean
University - 3
Biochips
pH effects
Microfluidics
Drug products
23
Korea University - 2
8
6
4
2
0
Cornell University - 2
Biomedlab Co. - 1
Seoul
8
National
22
Corea
University
Biosensors
Electrochemical electrodes
Microfiltration
Bioassay
Arizona State University - 2
Vanderbilt University - 2
Osaka University - 1
9
University of
Toronto
21
Canadá
8
6
4
2
0
Electrochemical sensors
Biosensors
Bioassay
Probes
University of California - 3
University of Arizona - 2
National
University
of
8
6
4
2
0
Singapore - 1
10
Stanford
University
19
Estados
Unidos
Microfluidics
Biochips
Contamination
Biosensors
Carbon nanotubes
En la investigación sobre biosensores para aplicaciones médicas se han identificado
más de 1.500 instituciones científicas, 120 empresas, 100 centros de salud y
hospitales, además de academias e instituciones nacionales, y centros de
investigación.
Las principales instituciones y organismos científicos que han liderado la
investigación en el periodo analizado se muestran en la tabla. Además, se presentan
24
las instituciones científicas y entidades comerciales con las cuales han desarrollado
proyectos o publicaciones conjuntas, y las principales líneas de investigación.
Se destaca en la tabla la presencia de instituciones científicas de países emergentes,
como Singapur y Taiwán entre las 10 líderes en el periodo analizado (2008-2013) y
según la base de datos revisada. En la mayoría de las universidades líderes, se
observa una tendencia decreciente en la producción científica sobre biosensores en
general.
2.7
Principales investigadores
Tabla 5. Principales investigadores sobre biosensores en el periodo 2008-2013.
Principales
investigadores
Pub.
Institución / país Redes / líneas I+D Evolución
Biosensor
Liu, Qingjun (8)
National Special Hu, Ning (6)
4
Lab, Key Lab of Cai, Hua (4)
0
Biomedical
1
Wang, Ping
12
6
2
Red: 35
Engineering
of
Ministry
of Biosensors
Education,
Bioassay
Department
of Neural networks
Biomedical
Potentiometric
Engineering,
sensors
Zhejiang
University, China
2
Lee, Gwo-Bin
12
Department
of Wang,
Engineering
(4)
Science,
Lien, Kang-Yi (4)
National
Jung-Hao
8
6
4
2
0
Cheng Red: 33
Kung University,
Taiwan
Biochips
Bioassay
25
Microfluidics
3
Malhotra,
Bansi D.
10
Biomedical
Arya, Sunil K. (3)
Instrumentation
Datta, Monika (3)
4
Section,
Singh, Renu (3)
0
Materials
Red: 22
Physics
6
2
and
Engineering
Biosensors
Division,
Electromechanical
National Physical sensors
Laboratory, India
Department
of Ben-Yoav,
Electrical
Diamand, Yosi
9
TAU
0
(4)
Electronics,
Shacham-
2
- Belkin, Shimshon
Physical
6
4
(4)
Engineering
4
Hadar
the Red: 33
Research
Institute
Nano
for Biochips
Science Chemical
and
Nano- detection
technologies,
Drug products
Tel-Aviv
University, Israel
Istituto
di
Italiano Sabella,
Stefania
Tecnología (2)
(IIT), Center for Pompa, Pier Paolo
Bio-Molecular
5
Cingolani,
Roberto
4
3
2
1
0
(2)
Nanotechnology, Gigli, Giuseppe (2)
9
Italy
Red: 49
Biochips
Polymerase chain
reaction
Bioassay
26
Key
Laboratory Xie, Qingji (6)
of
Chemical Fu, Yingchun (3)
Biology
and Tan, Yueming (3)
Traditional
3
2
1
0
Red: 29
Chinese
6
Yao,
8
Shouzhuo
Medicine
Polymers
Research
Cell culture
(Ministry
of Carbon nanotubes
Education),
College
Glucose sensors
of Multiwalled
Chemistry
and carbon nanotubes
Chemical
(MWCN)
Engineering,
Hunan
Normal
University, China
Instituto
Física
de Caseli, Luciano (4)
de
São Zucolotto,
Carlos,
Valtencir (4)
6
4
2
0
Universidade de Red: 23
7
Oliveira
Jr.,
Osvaldo N.
8
São Paulo, Brazil
Langmuir Blodgett
films
Biosensors
Potentiometric
sensors
Department
of Hu, Ning (4)
Biomedical
Cai, Hua (3)
Engineering, Key Ye, Weiwei (3)
8
Liu, Qingjun
8
Laboratory
of Zhang, Fenni (3)
Biomedical
Engineering
4
3
2
1
0
Red: 24
of
Education
Biosensors
Ministry,
bioassay
27
Zhejiang
potentiometrics
University, China sensors
Department
Electrical
9
Chakrabarty,
Krishnendu
8
of Xu, Tao (2)
and Su, Fei (2)
Computer
Zhao, Yang (2)
Engineering,
Red: 11
4
3
2
1
0
Duke University,
United States
Microfluidics
Biochips
Computer
simulation
Key
Laboratory Yao, Shouzhuo (6)
of
Chemical Fu, Yingchun (4)
Biology
and Tan, Yueming (3)
Traditional
Ma, Ming (39
Chinese
Red: 20
3
2
1
0
Medicine
Research
10 Xie, Qingji
7
Glucose sensors
(Ministry
of Nanomagnetics
Education),
College
Multiwalled
of carbon nanotubes
Chemistry
and (MWCN)
Chemical
Engineering,
Hunan
Normal
University, China
La comunidad científica internacional identificada, está formada por más de 11.290
investigadores de los cuales 10.111 aparecen con una publicación (30% de estas en
entre 2011-2013), y sólo 47 autores acumulan en el periodo 5 o más publicaciones, lo
cual denota la novedad del área objeto de estudio. Tomando como referencia el
número de autores por artículo, se puede decir que esta es un área muy colaborativa,
con solo 423 artículos desarrollados por 1 o 2 autores, y una media de 3 autores por
artículo.
28
Los autores que encabezan el ranking mundial según la base de datos revisada se
muestran en la tabla. Los investigadores con mayor número de publicaciones son
Wang Ping de China con 12 publicaciones y Lee Gwo-Bin de Taiwán, con 12
publicaciones. El resto de investigadores líderes, destacan por su producción
científica publicada, por la cantidad de colaboraciones (coautoría), y por ser los
autores principales de los artículos.
Es destacada la presencia de investigadores de países emergentes, como China,
Taiwán, India, Brasil; sobre todo de investigadores chinos, en los primeros puestos
del ranking vinculado a la producción científica. La tendencia en la publicación de
resultados de investigación ha sido decreciente en el periodo analizado, para la
mayoría de los autores líderes.
29
3.
ANÁLISIS TECNOLÓGICO
3.1
Evolución de las patentes
1200
1000
1102
1042
1200
1079
936
1055
1000
849
800
800
562
600
1002
1042
889
781
548
600
400
400
200
200
0
0
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Figura Nº 10. Evolución de la patentabilidad Figura Nº 11. Evolución de la patentabilidad
según las patentes individuales, periodo 2008- según la familia de patentes, periodo 2008-2013.
2013. Fuente: Espacenet y Matheo Patent
Fuente: Espacenet y Matheo Patent
En el periodo 2008-2013 se han identificado 5.608 patentes individuales sobre
nanosensores, biosensores y nanobiosensores. Estas patentes se relacionan con 4.892
familias de patentes. Una familia de patentes es el conjunto de documentos de patentes
que comparten la misma fecha de prioridad, es decir, que resultan de la misma solicitud
prioritaria en el país origen de la innovación.
En la figura 10, se muestra la evolución de la patentabilidad, tomando como referencia la
cantidad de patentes individuales solicitadas y concedidas, con una tendencia ligeramente
creciente, excepto en el año 2011. El año 2013 recoge datos de los primeros 6 meses del
año.
En la figura 11 se muestra la evolución de la patentabilidad tomando como referencia la
cantidad de familias de patentes, y la fecha de publicación. La tendencia observada es
también ligeramente creciente en el periodo, con más de 1.000 familias anuales a partir del
año 2010, con máximo en la patentabilidad en este mismo año (1.055 familias).
30
3.2
Principales oficinas de patentes
Tabla 6. Principales oficinas de patentes en el periodo 2008-2013.
Oficinas
Patentes
Familias
1
Estados Unidos
1665
1662
2
China
949
740
3
Oficina Mundial de la PI 1038
725
(OMPI)
4
Japón
480
475
5
República de Corea
477
474
6
Oficina Europea de Patentes 534
383
(EP)
Más de 30 oficinas nacionales y mundiales registraron patentes sobre nanosensores,
biosensores y nanobiosensores en todo el mundo, en el periodo 2008-2013, pero
sólo seis oficinas han registrado más de 200 familias de patentes, en el área
estudiada. Por oficina de patentes, la mayor cantidad de familias de patentes se
concentran en Estados Unidos (USPTO), la Oficina China (CN), Mundial de la
Propiedad Intelectual (OMPI), la Oficina Japonesa (JP), la Oficina de Corea (KR) y la
Oficina Europea de Patentes (EP). En la tabla se presenta la cantidad de familias para
las principales oficinas.
3.3
Principales líneas de desarrollo tecnológico
Tabla 7. Principales líneas de desarrollo tecnológico y su evolución en el periodo 2008-2013
Líneas de desarrollo
G01N27/327
1
componentes
de
Patentes Familias Evolución
investigación
células
de
electrolíticas, 676
150
100
591
50
0
utilizando electrodos bioquímicos.
31
G01N33/543
2
-
investigación
o
análisis
químico de material biológico, con un
soporte insoluble para la inmovilización de
150
100
427
378
50
0
compuestos inmunoquímicos.
G01N27/26 – investigación de variables
3
electroquímicas; utilizando la electrólisis o 406
366
80
60
40
20
0
la electroforesis.
G01N27/416
4
-
investigando
variables
electroquímicas; utilizando la electrólisis o 344
319
80
60
40
20
0
la electroforesis, sistemas.
C12Q1/68
5
-
investigación
procesos
de
análisis
en
o
medida,
los
60
40
que 357
295
20
0
intervienen ácidos nucleicos.
G01N33/53
6
–
investigación
o
análisis
químico de material biológico, ensayos en
los que interviene la formación de uniones
324
290
80
60
40
20
0
bioespecíficas.
7
G01N33/48 - investigación o análisis de
material biológico.
C12Q1/00
8
-
investigación
o
procesos
de
análisis
en
310
277
medida,
los
que 276
238
80
60
40
20
0
80
60
40
20
0
intervienen enzimas o microorganismos.
60
9
G01N33/50
–
investigación
químico de material biológico.
o
análisis
40
246
218
20
0
32
60
G01N33/487 – investigación, análisis físico
10
de material biológico.
40
242
208
20
0
Las líneas temáticas patentadas se han analizado a partir de los Códigos de la
Clasificación Internacional de Patentes (IPC, International Patent Classification). Se
identifican 1.926 códigos completos de la IPC en el periodo 2008 a junio de 2013.
En la tabla se muestran los principales códigos patentados en el periodo (más de 200
familias de patentes). Como se puede observar en la tabla, los principales contenidos
patentados en el área de los biosensores, nanosensores y nanobiosensores, se
relacionan con la investigación o análisis de materiales por determinación de sus
propiedades químicas o físicas (G01N), y con la investigación o análisis en los que
intervienen enzimas o microorganismos con procedimientos a medida (C12Q).
También se puede observar en la tabla que siendo estos contenidos los más
patentados, presentan sin embargo una tendencia decreciente en el periodo
analizado, aunque hemos de considerar solo medio año para el 2013.
3.4
Líneas de desarrollo incipientes
Tabla Nº 8. Principales líneas de desarrollo patentadas en el periodo 2008-2013.
Líneas
de
desarrollo Pat/Fam Evolución patentes Actores
incipientes
1
G01N 27/30 – investigando 193/179
componentes
electrolíticas,
electrodos,
de
células
como
34
32
30
28
26
24
Estados Unidos – 37
Corea – 38
ej. electrodos
Hoffmann La Roche [Ch]
para el análisis; semicélulas.
11, Bayer Healthcare Llc
[Us] 7, Univ Shanghai 6
33
2
B82Y
15/00
-
Nano 52/50
30
tecnología para interactuar,
20
detectar o actuar, p. ej.
0
puntos
cuánticos
10
como
Estados Unidos – 13
Corea – 12
Korea
Res
Inst
Of
[Kr]
3,
marcadores en ensayos de
Bioscience
proteínas
Samsung Electronics Co
o
motores
moleculares.
Ltd
[Kr]
3,
Agency
Science Tech & Res [Sg]
2
3
A61B 5/145 - Medida de las 75/65
características
sanguíneas
in vivo, p.ej. concentración
20
15
10
5
0
Estados Unidos – 27
Corea – 10
de gases en sangre, valor
Lifescan
del pH.
Isense
Inc
[Us]
4,
Corp
[Us]
4,
Home Diagnostics Inc
[Us] 3
4
G01N 27/403 – Investigando 67/59
conjuntos de células y de
electrodos
20
15
10
5
0
Estados Unidos – 12
Corea – 12
Nmi
Univ
Tuebingen
[De] 3, Hoffmann La
Roche [Ch] 2, Lifescan
Inc [Us] 2
5
C12Q 1/04 - Determinación 39/31
de la presencia o del tipo de
microorganismo
8
6
4
2
0
Estados Unidos – 7
Corea – 5
Univ
Pla
3rd
Medical
3,
Kinesis
Corp
Military
Pharmaco
[Us]
2,
Shachar Yehoshua [Us]
2
34
6
B82Y
30/00
-
Nano 20/20
15
tecnología para materiales o
10
ciencia superficial, ej. nano
0
5
compuestos
Estados Unidos - 3
SG – 2
Agency Science Tech &
Res
[Sg]
2,
Univ
Tsinghua [Cn] 1, Univ
California [Us] 1
7
G01N 33/569 –
inmunológicos,
microorganismos,
protozoarios,
Ensayos 58/49
15
para
10
ej.
0
5
bacterias,
Estados Unidos – 15
Corea – 6
Pharmaco Kinesis Corp
virus
[Us]
4,
Shachar
Yehoshua [Us] 4, Wu
Winston [Us] 4
8
G01N 21/63 - Sistemas en 17/15
los
cuales
analizado
el
material
se
excita
Holanda – 4
8
6
4
2
0
Estados unidos – 3
opticamente
Prins Menno W J [Nl] 1,
Sru Biosystems Llc [Us]
1, Univ Leland Stanford
Junior [Us] 1
9
A61B 5/0245 - Medida del 12/12
pulso o del ritmo cardiaco,
utilizando captadores que
Japón – 2
8
6
4
2
0
Seiko Epson Corp 6
Fujitsu Component Ltd
generan señales eléctricas
3, Murata Manufacturing
Co [Jp] 2
10
B81C 1/00 - Fabricación o 35/28
tratamiento de dispositivos
o de sistemas en o sobre un
substrato
10
5
Corea – 2
Reino Unido – 2
0
Univ Shanghai Jiaotong
4,
Shanghai
Inst
Microsys & Inf 3, Ffei Ltd
[Gb] 2
35
Hemos identificado dentro del conjunto de contenidos IPC patentados, los que
presentan una tendencia creciente en el periodo estudiado, considerando que el año
2013 sólo comprende datos para los primeros seis meses. En la tabla se muestran
estos contenidos según códigos IPC.
3.5
Principales actores
Figura 12. Mapa de países y evolución de la producción tecnológica en el periodo 2008 –
2013.
Las innovaciones e invenciones patentadas sobre biosensores, nanosensores y
nanobiosensores han sido presentadas por 50 países según afiliación de la empresa
titular, 3.744 empresas y organizaciones comerciales, y por 8.172 inventores de todo
el mundo. Sólo ocho países aparecen como titulares de más de 100 patentes y
familias de patentes: Estados Unidos (1717 pat / 1419 familias), Corea (521 / 467),
Japón (259 / 233), Holanda (202 / 184), Alemania (154 / 128), China (148 / 145), Reino
36
Unido (145 / 122), y Taiwán (113 / 113). El 52% de las familias de patentes están en
manos de estos países líderes en el periodo analizado.
No obstante al liderazgo de estos países por la afiliación de las empresas y entidades
titulares de las patentes, en la figura se puede observar que la evolución de la
patentabilidad en todos los países líderes tiene una tendencia decreciente,
comportamiento comprensible en un mercado altamente tecnológico, en busca de
nuevas aplicaciones para las tecnologías ya protegidas.
En las dos figuras siguientes se presenta el perfil de cada país líder en relación a las
empresas y entidades comerciales titulares de las patentes, y sus principales líneas
de desarrollo e innovación.
Figura Nº 13. Mapa de países y empresas/entidades comerciales con patentes en el periodo
2008-2013.
37
En el mapa se presentan las empresas e instituciones más destacadas en relación a
la cartera de patentes. La mayoría de las empresas líderes a nivel mundial tienen su
casa matriz en Estados Unidos, y son grandes multinacionales del sector médicofarmacéutico y grandes laboratorios.
En Corea, que aparece en segundo lugar, la participación pública, con grandes
centros de investigación trabajando en red con las empresas y centros tecnológicos,
constituye su principal estrategia para mantener el liderazgo en un sector muy
competitivo y altamente tecnológico. Japón, mantiene su liderazgo con una
estrategia similar a la del país vecino, Corea. China, destaca por la cantidad de
universidades con patentes en esta área.
Figura Nº 14. Mapa de países y líneas de desarrollo tecnológico protegidas mediante
patentes, en el periodo 2008-2013
38
Este mapa muestra algunas de las patentes más relevantes de los países líderes,
tomando como referencia el tamaño de la familia de patentes, las citas recibidas por
otros documentos de patentes, y las publicaciones en los últimos años del periodo
analizado. Las patentes se presentan con enlace a la base de datos europea
Espacenet.
Figura Nº 15. Mapa de redes entre países en el periodo 2008-2013. Primer mapa: todos los
países. Segundo mapa: países con redes más importantes.
Fuente: desarrollado con Matheo Analyzer
El mapa presenta las relaciones de cooperación tecnológica entre organizaciones de
los países representados. Los triángulos formados entre Estados Unidos, Suiza y
Alemania, o entre Estados Unidos, Alemania y Gran Bretaña, muestra a los países
que más han cooperado (afiliación de la empresa, entidad titular de la patente). Las
relaciones más destacadas se han mantenido entre Alemania (DE) y Suiza (CH) con
31 patentes en cotitularidad, Estados Unidos y Gran Bretaña (13) y entre Holanda (NL)
y Bélgica (BE) con 11 patentes conjuntas. Otras relaciones destacadas se observan
mejor en el mapa de la derecha, por ejemplo entre Francia y Gran Bretaña (7), y entre
Estados Unidos y China (8); y Estados Unidos con Canadá (8). Argentina aparece con
patentes, pero sin colaboraciones.
39
Argentina aparece con una patente:
MXPA06013984A (A), 2007-03-01. Proteínas quiméricas aisladas de lumazina
sintetasa modificada Goldbaum Fernando A [Ar] (Fernando A. Goldbaum).
C12N9/06; C12N9/10; C12N9/00.
Proteínas quiméricas conteniendo diez copias de péptidos, poli péptidos o
dominios proteicos insertados en los extremos amino terminales de la enzima
lumazina sintetasa de Brucella spp. Las secuencias aisladas de nucleótidos que
codifican
las
proteínas
quiméricas.
transformadas
utilizados
para
Los
expresar
vectores,
dichas
plásmidos
y
células
proteínas quiméricas.
Los
anticuerpos monoclonales y policlonales inducidos por las proteínas quiméricas.
Los hibridomas que producen los anticuerpos monoclonales.
Las vacunas y composiciones farmacéuticas que contienen las proteínas
quiméricas, secuencias de nucleótidos y anticuerpos. Un método para inducir
respuesta inmune en organismos superiores que incluye la administración de
cantidades efectivas de las vacunas y composiciones farmacéuticas. Biosensores
que incluyen las proteínas quiméricas. Conjugados proteicos conformados por las
proteínas quiméricas y un ligando unidos mediante enlaces covalentes y no
covalentes.
Los usos de las proteínas quiméricas, secuencias de nucleótidos, vectores,
plásmidos,
células
transformadas,
anticuerpos,
hibridomas,
conjugados,
biosensores, vacunas y composiciones farmacéuticas. La estructura cuaternaria de
las proteínas quiméricas.
Familia Latipat: WO2005121330 (A2) WO2005121330 (A3) US2009087435 (A1)
EP1776456 (A2) EP1776456 (A4) EP1776456 (B1) DK1776456 (T3) CN101133163 (A)
CN101133163 (B) CA2569401 (A1) BRPI0511793 (A) AR044603 (A1)
40
3.6
Principales empresas y entidades tecnológicas
Tabla Nº 9. Principales organizaciones titulares de patentes sobre biosensores para
aplicaciones en medicina, entre 2008-2013.
Principales
empresas
Pat. País
Líneas desarrollo principales
C12Q
1/00
-
Procesos
Evolución
de
medida, investigación o análisis
en los que intervienen enzimas
30
20
10
0
o microorganismos (24).
G01N 27/327 - investigando
variables
1
Bayer
Healthcare Llc
86
Estados
Unidos
electroquímicas,
usando electrodos bioquímicos
(13).
G01N27/416
-
investigando
variables
electroquímicas;
utilizando la electrólisis o la
electroforesis, sistemas (18).
G01N33/487 – investigación /
Análisis
físico
de
material
biológico (32).
G01N 21/25 - Sistemas en los
es
15
modificada con arreglo a las
5
que
la
luz
incidente
propiedades
Biosystems
Inc
del
10
0
material
examinado - color; Propiedades
Sru
2
20
61
Estados
espectrales (17).
Unidos
G01N 21/47 - Sistemas en los
que
la
luz
incidente
es
modificada con arreglo a las
propiedades
examinado
del
-
material
dispersión,
es
decir, reflexión difusa (20).
41
G01N33/543 – investigación o
análisis químico de material
biológico,
con
un
soporte
insoluble para la inmovilización
de
compuestos
inmunoquímicos (26).
C12Q
1/00
-
Procesos
de
20
medida, investigación o análisis
15
en los que intervienen enzimas
5
10
0
o microorganismos (17).
3
Hoffmann La
Roche
54
China
G01N
27/30
-
variables
investigando
electroquímicas,
usando electrodos (13)
G01N33/487
análisis
–
investigación,
físico
de
material
biológico (29).
A61B
5/00
-
Medidas
encaminadas a establecer un
4
Cranfield
Universtiy
52
Reino
diagnóstico (3).
Unido
B01J20/26
20
15
10
5
0
-
Compuestos
macromoleculares
sintéticos
(5).
C12Q
1/00
-
Procesos
de
medida, investigación o análisis
en los que intervienen enzimas
15
10
5
0
o microorganismos (12).
5
Agamatrix Inc 47
Estados
Unidos
G01N
27/26
variables
-
investigando
electroquímicas;
utilizando la electrólisis o la
electroforesis (14).
G01N33/487 – investigación /
Análisis
físico
de
material
biológico (16).
42
C12Q
1/02
-
Procesos
de
medida, investigación o análisis
en
los
que
intervienen
15
10
5
0
microorganismos vivos (6).
G01N33/50 – investigación o
6
Corning Inc
41
Estados
Unidos
Análisis químico de material
biológico (12).
G01N33/543 – investigación o
análisis químico de material
biológico,
con
un
soporte
insoluble para la inmovilización
de
compuestos
inmunoquímicos (15).
A61B
5/00
-
medidas
encaminadas a establecer un
diagnóstico (6).
10
5
0
A61B5/145 – medida de las
características sanguíneas in
7
Medtronic
Minimed Inc
36
Estados
vivo , p.ej. concentración de
Unidos
gases en sangre, valor del pH
(9).
C12Q
1/00
-
procesos
de
medida, investigación o análisis
en los que intervienen enzimas
o microorganismos (8).
C12Q
1/00
-
procesos
de
medida, investigación o análisis
Abbott
8
Diabetes Care 35
Inc
en los que intervienen enzimas
Estados
o microorganismos (20).
Unidos
G01N 27/327 - investigando
variables
10
5
0
electroquímicas,
usando electrodos bioquímicos
(13).
43
C12Q
1/68
-
procesos
de
10
medida, investigación o análisis
5
en los que intervienen ácidos
9
Univ California 29
Estados
nucleicos (4).
Unidos
G01N
27/26
variables
-
0
investigando
electroquímicas;
utilizando la electrólisis o la
electroforesis (3).
C12Q
Diagnostics
-
procesos
de
8
medida, investigación o análisis
6
en los que intervienen enzimas
2
4
0
o microorganismos (10).
Roche
10
1/00
27
Alemania
Gmbh
G01N
27/30
variables
-
investigando
electroquímicas,
usando electrodos (5).
G01N33/487
análisis
–
físico
investigación,
de
material
biológico (17).
Las principales empresas con patentes sobre biosensores y bionanosensores en el
periodo 2008-2013, según la base de datos europea Espacenet (cobertura mundial),
se presentan en la siguiente tabla.
Se han identificado más de 4.000 empresas con patentes (concedidas y solicitadas)
en el periodo de búsqueda, aunque solo 65 se sitúan como líderes con una cartera de
patentes superior a 10. De hecho, se sabe que la mayoría de los biosensores que se
comercializan actualmente están patentados, por lo cual proteger las tecnologías de
biodetección se considera una barrera de entrada importante a un mercado,
altamente competitivo y cerrado, dominado por grandes empresas multinacionales, y
con grandes movimientos estratégicos.
44
3.7
Principales inventores
Tabla 10. Principales inventores relacionados con biosensores entre 2008-2013.
Principales
Pat. Institución / País
Grupo/Redes
Inventores
Colaboración
Miyaji
Nat Inst Of Adv Ind
1
Evolución
Karube Masao 47
&
Technol;
Olympus Corp
Fukumori
Yokoyama
Takashi;
Kenji;
Karube Masao; Ota
Akira;
Japón
Hirotaka;
Etsuro;
Shimizu
30
20
10
0
20082010201120122013
Kondo
Takeshi.
Sumitomo Electric
2
Kaimori
Shingo
Industries; Nat Inst
45
Of
Adv
Ind
30
20
&
10
Technol
0
20082010201120122013
Japón
Sumitomo Electric Fujimura
Takeshi;
Industries; Nat Inst Nakamura Hideaki;
3
Goto Masao
44
Of
Adv
Ind
& Ishikawa
30
Tomoko;
20
0
Technol
Goto
Masao;
Japón
Karube
Masao;
10
20082010201120122013
Sumitomo Electric Kitamura Takahiko;
4
Kitamura
Takahiko
Industries; Nat Inst Kaimori
43
Shingo;
& Nakajima
Hiroto;
Technol
Hayami
Hiroshi;
Japón
Hosoya Toshifumi
Of
Adv
Ind
30
20
10
0
20082010201120122013
Sumitomo Electric
5
Nakamura
Hideaki
Industries; Nat Inst
42
Of
Adv
Technol
Ind
&
30
20
10
0
20082010201120122013
Japón
45
Bayer
6
Wu Huan-Ping 41
Healthcare
10
Llc Diabetes Care
5
Division
Estados
0
Unidos
20082010201120122013
Sumitomo Electric
7
Fujimura
Takeshi
Industries; Nat Inst
39
Of
Adv
Ind
30
20
&
10
Technol
0
20082010201120122013
Japón
Sumitomo Electric
8
Ishikawa
Tomoko
Industries; Nat Inst
39
Of
Adv
Ind
30
20
&
10
Technol
0
20082010201120122013
Japón
Sumitomo Electric
9
Nakajima
Hiroto
Industries; Nat Inst
32
Of
Adv
Ind
30
20
&
10
Technol
0
20082010201120122013
Japón
Fang Ye [Us]; Ferrie
10
Fang Ye
31
Corning
Inc.,
Estados Unidos
Ann
M;
Fontaine
Norman H; Lahiri
Joydeep; Yuen Po
15
10
5
0
20082010201120122013
Ki
Más de 9.000 inventores aparecen como titulares de las patentes identificadas, y sólo
los 10 que encabezan el ranking mostrado en la tabla acumulan más de 30 patentes en
el periodo, todos relacionados a empresas multinacionales, destacadas del sector. Los
nueve primeros inventores de la tabla son japoneses, todos relacionados a la empresa
Sumitomo Electric Industries, y forman parte del mismo grupo de I+D, tal como se
puede ver en el mapa de redes de inventores. En este mapa también se puede observar
que las redes más importantes se configuran en los países asiáticos, principalmente en
Japón y Corea.
46
Figura Nº 16. Mapa de redes más importantes de inventores en el periodo
Fuente: desarrollado con Matheo Analyzer
47
4.
ANÁLISIS DE PROYECTOS DE I+D
4.1
Proyectos europeos
En
Europa,
según
la
base de
datos
CORDIS
de
la
Comisión
Europea
(http://cordis.europa.eu), se han identificado 5 proyectos de investigación dentro del
Programa
Marco
número
7
(FP7),
relacionados
con
los
biosensores
y
nanobiosensores aplicados al sector de la salud. Los proyectos han tratado sobre
temas de medicina, sanidad (3), servicios de salud (1), ciencias de la vida (1),
biotecnología médica (1). Los países coordinadores han sido Dinamarca (2), Francia
(1), Irlanda (1), y Holanda (1). Los proyectos se presentan en la siguiente tabla.
Tabla Nº 11. Lista de proyectos relevantes en biosensores y nanobiosensores aplicados al
sector de la salud.
Título
Participantes
Development
sensitive
of
and
nanobiosensor
a
high Centre National De La Desarrollo de un nuevo
specific Recherche
based
Resumen
Scientifique
on (FR),
nanobiosensor
óptico
basado
mejora
en
una
surface enhanced vibrational Institut National De La extraordinaria de la señal
spectroscopy dedicated to the Sante
Et
De
in vitro proteins detection and Recherche
La vibracional
Medicale
proteínas
de
las
a
ser
disease diagnosis
(Inserm) France,
detectadas.
Se
NANOANTENNA
Ruprecht-Karls-
aprovechan
las
Universitaet
propiedades ópticas de las
Heidelberg
(Deutschland)
nanopartículas
+9
especialmente diseñadas.
Glycomics by High-throughput National
University
Of
Glicosilación de proteínas
Integrated Technologies
Ireland, Galway (Ireland),
es
GLYCOHIT
Agencia Estatal Consejo
translacional
Superior
metálicas
un
fenómeno
que
postestá
De involucrado en la mayoría
Investigaciones
de
los
procesos
Científicas (España)
fisiológicos
y
Karolinska Institutet
enfermedades,
como
el
48
Sverige (Suecia)
cáncer. La mayoría de los
+12
conocidos
glycobiomarcadores
asociados al cáncer fueron
descubiertos
individualmente utilizando
cromatografía
líquida
y
espectrometría de masas.
High-Density
Peptide Københavns
MicroArrays
and
throughput,
detection
high- (Danmark),
label-free Tekniske
of
peptides, (Danmark),
modifications and interactions
University
HIPAD
Manchester
Universitet
Las
proteínas
son
Danmarks elementos muy maleables
Universitet
de la vida en todos los
The
aspectos de la biología.
Of
Muchas
(United son
enfermedades
causadas
por
Kingdom)
proteínas aberraciones, y
+7
las proteínas son objetivos
frecuentes
intervención.
de
Se
espera
que la cartografía de todas
las
proteínas
y
funciones
sus
produzcan
beneficios biotecnológicos
y médicos importantes.
Neurotransmitter
cys-loop Stichting
receptors: structure, function (Netherland),
Vu-Vumc Los
Consiglio
and disease
Nazionale Delle Ricerche
NEUROCYPRES
(Italia),
Molecular
receptores
CLR
forman una super familia
de
canales
iónicos
European neurotransmisor
de
cerrado,
Biology estructuralmente
Laboratory (Deutschland)
relacionadas,
+21
comprende
que
acetilcolina
nicotínico, glicina, GABA-A
/ C y receptores de la
serotonina, cruciales para
49
la
función
nervioso
del
sistema
periférico
y
central.
A new nanotechnology-based Danmarks
paradigm
for
Tekniske
engineering Universitet
vascularised liver tissue for Cellartis
El trasplante de órganos
(Danmark), es a menudo el único
Ab
(Sverige),
enfoque
médico
para
transplantation
Biomodics
Aps salvar vidas en muchas
NANOBIO4TRANS
(Danmark),
enfermedades, a pesar de
Rijksuniversiteit
los problemas asociados
Groningen
(Nederland), (falta
de
donantes
de
Luxcel Biosciences Ltd
órganos, el rechazo, la
(Ireland)
medicación
pesada
por
toda la vida). El enfoque
terapéutico innovador del
siglo 21 se centra en
órganos
como
bioartificiales
una
solución
alternativa.
Fuente: CORDIS.
4.2
Proyectos de Estados Unidos
En Estados Unidos se han identificado 187 concesiones de ayudas a proyectos en
ejecución relacionados con los biosensores y los nanobiosensores, según la base de
datos de la National Science Foundation (www.nsf.gov). De estos, 35 se relacionan
con aplicaciones directas con el sector de la salud, medicina y farmacia. En la tabla
se presentan algunos de los proyectos en ejecución más relevantes, relacionados
con el programa nacional Nano-Biosensing.
50
Tabla Nº 12. Lista de proyectos relevantes en biosensores y nanobiosensores aplicados al
sector de la salud
Título
Participantes
Multi-Input
Evgeny Katz (Principal El objetivo es desarrollar un nuevo
Biosensors
Resumen
with Investigator)
Built-In
Logic Privman
Vladimir paradigma
de
biosensores
de
(Co-Principal procesamiento digital de señales
(Collaborative
Investigator)
bioquímicas
a
través
de
redes
Research)
Clarkson University
lógicas booleanas compuestas de
sistemas biomoleculares, dando la
señal
de
salida
final
como
respuestas sí / no.
III
Nitride
NEMS Wu
Lu
lu
Devices for Chemical Investigator)
and
Biological Rajan
Sensing
(Principal Este proyecto tiene como objetivo
Siddharth desarrollar
el
sistema
biosensor
(Co-Principal NEMS nanoelectromecánicos GaN,
Investigator)
que utilizan la excitación del haz
Ohio State University resonadores
Research Foundation
mecánicos
a
nanoescala moduladas por la masa o
el cambio de la energía superficial de
atracones
específica
entre
los
receptores y los analitos diana.
A
Nanomembrane- Hsueh-Chia
Based Nucleic Acid (Principal
Sensing Platform
Li-Jing
Chang La nueva plataforma propuesta se
Investigator) basa en la integración de varios
Cheng
(Co- fenómenos electrocinéticos recién
Principal Investigator)
University
of
Dame
descubiertos
en
las
membranas
Notre nanoporosas que prometen para
extender el biosensor tradicional de
conductancia/capacitancia
y
electroquímico libre de etiqueta (más
robustos,
sensibles,
mejor
selectividad, velocidad de ensayo).
Implantable
Gary Sayler (Principal Este esfuerzo de investigación se
biosensors for real- Investigator)
time
in
vivo Ripp
Steven centra
en
la
fusión
de
líneas
(Co-Principal celulares humanas emisoras de luz
51
interrogation
of Investigator)
biological
Wang
phenomena
Investigator)
Shanfeng (bioluminiscencia)
con
(Co-Principal microluminómetros
circuitos
Nicole integrados miniaturizados, para crear
McFarlane (Co-Principal interfaces
de
biosensores
Investigator)
implantables
para
el
monitoreo
University of Tennessee
interno de la fisiología animal.
Knoxville
Whispering
Gallery Robert Dunn (Principal Estos proyectos giran en torno a la
Mode
Imaging
for Investigator)
Early
Detection
of University
Ovarian Cancer
integración
of
de
imágenes
de
Kansas fluorescencia sensible a modo de
Center for Research Inc
resonadores
WGM
desarrollos y
para
nuevos
ensayos biológicos
económicos.
Al
resonadores
con
combinar
imágenes
estos
de
fluorescencia, superamos muchas
de las dificultades asociadas con la
integración
en
plataformas
de
biodetección útiles para la detección
de analitos multiplexados.
Bridging
Cognitive Yingzi
(Lynn)
Lin Los objetivos son la investigación
Science and Sensor (Principal Investigator)
integrada y el plan de educación
Technology:
centrado en la investigación de un
Non- Northeastern University
intrusive and Multi-
paradigma
de
modality Sensing in
intrusivo y multi-modalidad cognitiva
Human-Machine
enfoque
Interactions
sistemas hombre-máquina.
de
biosensores
inferencia
de
no
los
Fuente: National Science Foundation (NSF.gov)
52
5.
ANÁLISIS DE MERCADO
5.1
Tendencias del mercado de biosensores
Se prevé que los ingresos totales para el mercado de biosensores sigan mostrando
un fuerte crecimiento en los próximos siete años (figura 18), excediendo la barrera de
los 14 mil millones de dólares, a una tasa anual compuesta del 11,5% entre 2009 y
2016.
Figura Nº 17. Mercado total de biosensores según los ingresos mundiales estimados para el
periodo 2009-2016.
Fuente: Frost & Sullivan, 2009.
El mercado de diagnóstico en casa continuó siendo atendido a través de minoristas,
ventas en línea y de ventas directas del fabricante, y tiene altas probabilidades de
mostrar los mayores ingresos durante el período, en base a una tasa compuesta
anual de crecimiento del 12,4% en el período 2009-2016.
El monitoreo en el punto de atención seguirá siendo el mercado más grande hasta
2016. Por su parte, los segmentos de mercado de biodefensa y ambiental tienen alta
probabilidad de lograr altas tasas anuales de crecimiento, estimadas entre el 13 15% para el período 2009-2016.
53
Según el nuevo informe de mercado publicado por Transparency Market Research1,
en 2011, el mercado mundial de biosensores se valoró en US$ 9,9 billones y se
espera que crezca a una tasa compuesta anual del 9,6% desde 2012 hasta 2018 para
llegar a un mercado de US$ 18,9 mil millones en 2018.
La mayor parte de este crecimiento estará asociado al aumento de la demanda en los
segmentos de la seguridad y la defensa biológica, el monitoreo ambiental, y el
diagnóstico en casa. Además, nuevas aplicaciones están saliendo a la luz, como las
relacionadas con biosensores más pequeños, más fáciles de usar, y capaces de
detectar múltiples objetivos.
Según el informe de mercado desarrollado por Global Industry Analysts, Inc., (GIA)2, el
mercado de biosensores utilizado para el diagnóstico médico, se prevé que alcance
los 16.500 millones de dólares en el año 2017. Las cifras y las tasas de crecimiento
no son coincidentes, pero sí muestran un mercado con un alto nivel de
oportunidades a mediano plazo, por su crecimiento sostenido.
El sector de la medicina sigue siendo el favorito en el segmento de mercado global
de biosensores. El área de investigación principal de biosensores se concentra en el
segmento médico, con la mayor cuota de mercado mundial de biosensores. Los
biosensores médicos son empleados en los puntos de cuidado para el examen de
gases en sangre, signos relacionados con la salud: como la monitorización del
colesterol, la glucosa y los niveles de coagulación.
El crecimiento sin precedentes en el envejecimiento de la población del mundo ha
llevado a un aumento en la incidencia de enfermedades crónicas, tales como: la
diabetes, las enfermedades cardiovasculares y el cáncer. De acuerdo con la
Fundación Mundial de la Diabetes, se estima que aproximadamente 285 millones de
personas que representan el 6,4% de la población adulta del mundo viven con
Transparency Market Research. (2012). Biosensors Market (Electrochemical, Optical, Piezoelectric &
Thermistor) - Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends and Forecast, 2012 - 2018
1
2
Global Industry Analysts. (2010). Global Market for Biosensors in Medical Diagnostics to Reach US$ 16.5
Billion by 2017
54
diabetes y se espera que el número aumente a 438 millones para el año 2030
correspondiente al 7,8% de la población adulta. Se espera que el envejecimiento
creciente de la población mundial, junto con un aumento en la incidencia de diabetes,
impulsen el crecimiento de este mercado.
Actualmente, los sensores para pruebas de glucosa en sangre constituye el mercado
más grande para biosensores, contando con una cuota de mercado mundial valorada
en USD 4,700 millones en 2011, con una estimación de crecimiento a una tasa
compuesta anual del 10,7% entre 2012-2018.
5.2
Mercado por zona geográfica
Estados Unidos representa el gran mercado único de biosensores a nivel mundial,
seguido de Europa. Se espera que Asia-Pacífico represente el más rápido crecimiento
del mercado de biosensores para el año 2017, y presente perspectivas de
crecimiento potencial.
El aumento del envejecimiento de la población y de las enfermedades crónicas
relacionadas, como la diabetes, sumado a la demanda creciente de pruebas en los
puntos de atención (POCT), la alta demanda de la miniaturización y la
nanotecnologías para los sensores en el sector de la salud, son los factores que
impulsarán el mercado de biosensores para aplicaciones médicas en todo el mundo.
En el mercado Asia-Pacífico, los factores impulsores serán las crecientes
preocupaciones relacionadas con la salud, y el aumento en los niveles de
accesibilidad con respecto los servicios de la salud.
Los biosensores de glucosa representan el segmento más grande. La diabetes se ha
convertido en un sector atractivo por sí mismo, presentando grandes oportunidades
para el crecimiento de los productos mejorados de gestión de la diabetes, los
dispositivos de detección de glucosa, y los biosensores de glucosa. Los factores
clave que impulsarán el crecimiento de los biosensores de glucosa incluyen diseños
fáciles de usar, la población diabética en crecimiento, y las aplicaciones de punto de
55
atención.
No obstante, el gran crecimiento del mercado de los biosensores, los altos costos de
investigación y desarrollo, los trámites de puesta en el mercado, los instrumentos de
detección, constituyen barreras y retos que deben ser sorteados por las empresas y
actores que compiten en este mercado.
Por otro lado, la demanda creciente de una medicina y atención más personalizada, el
uso de biosensores no invasivos, se presentan como grandes oportunidades para
fabricantes de dispositivos basados en biosensores, y para fabricantes de
biosensores. Los fabricantes de instrumentos, además atienden la necesidad de una
mayor sensibilidad de los sensores, la entrega de resultados en tiempo real, y las
empresas de biociencias se esfuerzan por desarrollar nuevas cepas genéticas y
biomoléculas, para los instrumentos de biodetección existentes.
5.3
Mercados verticales
Los principales mercados verticales para biosensores incluyen laboratorios de
investigación, el punto de atención, diagnóstico hogar, industrias de proceso,
monitoreo ambiental, de seguridad y de defensa biológica. El crecimiento de estos
mercados verticales se muestra en la figura para el periodo 2009-2016.
El segmento relacionado con el punto de atención se consolida como el principal
para los biosensores en el periodo analizado, tomando en consideración que seguirá
el desarrollo y lanzamiento comercial de nuevos tipos de biosensores para nuevas
pruebas de diagnóstico.
56
Figura Nº 18. Mercado total de biosensores según porcentaje de ingresos en mercados
verticales.
60
50
40
30
20
2009
10
2016
0
Fuente: Frost & Sullivan, 2009.
5.4
Mercado aplicaciones en consumo final
A nivel de usuario final, el estudio de Frost & Sullivan presenta 47 aplicaciones de los
biosensores en el mercado de consumo final (figura).
En el campo de la medicina, la mayoría de los biosensores, están incluidos en los
medidores de glucosa, analizadores de gases en sangre, analizadores de electrolitos,
metabolitos y analizadores, monitoreo del colesterol, detección de enfermedades
infecciosas, liberación de fármacos, pruebas de embarazo y prevención del abuso de
medicamentos y drogas.
La monitorización de glucosa en sangre para diabéticos sigue siendo la aplicación
con mayor cuota, asociada al diagnóstico en punto de atención y en el hogar. De
hecho, más de la mitad de los biosensores se utilizan en medidores de glucosa. Más
del 85% del mercado mundial de biosensores es capturado por el biosensor de
glucosa, un instrumento compacto con la tecnología excepcional para los
diagnósticos rápidos y precisos del nivel de glucosa en la sangre.
57
Los biosensores de glucosa, en general, están actualmente encontrando mercado en
el sector de los diagnósticos médicos, y se anticipa una gran revolución en el
monitoreo de glucosa en la sangre, con muchas tecnologías de vanguardia bajo
experimentación.
Figura Nº 19. Mercado mundial total de biosensores según porcentaje de ingresos por
aplicación en consumo final para el año 2009.
Fuente: Frost & Sullivan, 2009.
No obstante, otras aplicaciones de usuario final relacionadas con los puntos de
atención (detección de biomarcadores cardíacos), la industria de procesos (detección
de salmonella en la industria alimentaria, seguridad alimentaria microbiana, análisis
de organismos modificados genéticamente), monitoreo ambiental, de seguridad y de
defensa biológica (detección de metanfetaminas y opiáceos) seguirán creciendo en
términos de adopción más alta dentro de las aplicaciones, en los próximos años.
5.5
Principales actores
En el mercado de los biosensores y nanobiosensores se sitúan como destacadas en
el desarrollo de dispositivos basados en biosensores para el sector de la salud,
58
medicina y farmacia, las empresas Abbott Point of Care Inc., Siemens Healthcare
Diagnostics Inc., Animas Corp., LifeScan Inc., Medtronic Diabetes, Hoffman La
Roche. Como principales desarrolladoras de tecnología de biodetección se identifican
las empresas AgaMatrix Inc., Cranfield Salud, LifeSensors Inc., M-Biotech, y Nova
Biomedical Corp.
El mercado de biosensores se caracteriza por una gran competencia entre sus
actores. Los biosensores de glucosa se han convertido en productos básicos, lo que
en consecuencia ha llevado a una sensible disminución de precios y de los ciclos de
mercado, y a un volumen creciente de tecnologías competitivas.
En este contexto, también se han intensificado las acciones estratégicas en el
mercado de los biosensores y nanobiosensores a nivel mundial. Las empresas
involucradas en este segmento de mercado han optado por establecer alianzas
estratégicas (sociedades, join ventures) con el objetivo de ofrecer una atención
superior a los pacientes, y por reducir los precios de los sistemas de detección y
medición, con el fin de aumentar la base instalada. La especialización ha sido una
estrategia competitiva clave adoptada por muchos participantes del mercado.
Tabla Nº 13. Acciones estratégicas destacadas en el sector de los biosensores.
Acciones estratégicas
Abbott completa la adquisición de Ibis Biosciences, una subsidiaria de Isis, 2009.
Medtronic anuncia aprobación de la FDA de Nueva OneTouch (R) UltraLink (TM)
Blood Glucose Meter, 2008.
Corning Incorporated adquiere Bargoa S.A., 2013.
Corning adquiere BD Discovery Labware Business, 2012.
Arch Biopartners Enters Option adquiere Irritable Bowel Syndrome Diagnostic
Technology, 2012.
Corning adquiere Majority de BD Discovery Labware, 2012.
Pall Corp. firma acuerdo para adquirir Life Sciences Innovator ForteBio(r), 2012.
Corning adquiere a Mediatech, Inc., 2012.
Biosensors adquiere a JWMS, 2011.
Covalon anuncia alianza estratégica e inversión por Mitec Telecom, 2011.
Vista Therapeutics, Inc. anuncia una alianza estratégica para desarrollar
59
biosensores nano para los productos y servicios de ActiveCare para ser utilizado
por las personas mayores, 2010.
Innovative Biosensors y ProGenTech se asocian para desarrollar un sistema de
diagnóstico rápido, 2010.
Opto Circuits anuncia acuerdo con Biosensors, 2013.
Biosensors finaliza la adquisición de Spectrum Dynamics Assets, 2013.
Corning anuncia la expansión de Clean-Air Products Facilities, 2013.
Medtronic y Bayer Healthcare extienden alianza en diabetes, 2011.
LifeScan cumple acuerdo exclusivo en Estados Unidos con Medtronic, 2011.
Fuente: Google Finance, Yahoo finance, Factiva.
5.6
Perfil de actores
Tabla Nº 14. Perfil de empresas destacadas fabricantes de biosensores y nanobiosensores
aplicados a la salud.
País
Empresa internacionales
Descripción
Estados
Abbott Point of Care Inc.
Dedicada a la promoción de tecnologías de prueba y
Unidos
303 College Road East
diagnóstico de punto de atención al paciente. Fabrica
Princeton, NJ 08540
el
United States
diagnóstico manual que proporciona resultados en
Phone: 1-609-443-9300
tiempo real, con calidad de laboratorio para pruebas
Fax: 1-609-443-9310
de pacientes en puntos de atención en cuestión de
www.i-stat.com
minutos para acelerar la toma de decisiones proceso
referencia
Sistema
i-STAT,
herramienta
avanzada
de
de atención al paciente.
Estados
Siemens
Unidos
Diagnostics Inc.
Healthcare Siemens Healthcare Diagnostics, Ltd. comercializa,
fabrica y ofrece productos de diagnóstico. Los
productos de la compañía incluyen productos de
inmuno-diagnóstico y productos hematológicos. Fue
60
adquirida por Siemens AG.
Estados
Animas Corporation
Unidos
200
Lawrence
Drive
Animas Corporation fabrica y distribuye sistema de
, administración de insulina y de gestión de la glucosa
West Chester , PA , 19380 en personas con diabetes en todo el mundo. La
, United States
compañía ofrece bombas de insulina, equipos de
www.animas.com
bombeo, equipos de infusión, y otros accesorios. Sus
Phone: +1 610 644 8990
productos incluyen One Touch Ping, sistema de
gestión de la glucosa; Animas Vibe, un sistema de
seguimiento permanente de la glucosa y bomba de
insulina, y SEVEN PLUS Sistema de monitoreo
continuo de glucosa, un dispositivo de control de la
glucosa para detectar tendencias y seguimiento de
los patrones en los adultos con diabetes. Además, la
compañía ofrece ezManager Max,
solución de
software de gestión de la diabetes solución, y
Diasend, un sistema de control de la diabetes basado
en la web que permite a los usuarios almacenar,
revisar, imprimir datos de medición de la bomba de
insulina y de la glucosa en sangre. Ofrece productos a
través de distribuidores en Australia, Austria, Canadá,
República
Checa,
Dinamarca,
Finlandia,
Francia,
Alemania, Hungría, Israel, Italia, Noruega, México,
Nueva Zelanda, Puerto Rico, España, Suecia, el Reino
Unido e Irlanda. La compañía fue fundada en 1996 y
tiene su sede en Pensilvania. Desde 2006, es una
subsidiaria de Johnson & Johnson, reportando a la
división LifeScan, de J & J.
Estados
LifeScan Inc.
Unidos
1000
Gibraltar
LifeScan, Inc. desarrolla, fabrica y vende sistemas de
Drive
, monitoreo de glucosa en sangre para el hogar y
Milpitas , CA , 95035 , hospitales
usados
en
Estados
Unidos
e
United States
internacionalmente. La compañía ofrece productos de
www.lifescan.com
monitoreo de glucosa para personas con diabetes,
Phone: +1 408 263 9789
instituciones con punto de atención y hospitales.
61
Ofrece
glucómetros,
tiras
reactivas,
lancetas,
dispositivos y soluciones de software de gestión de la
diabetes y medidores para hospitales, sistemas de
gestión de datos, soluciones de control de glucosa, y
kits
de
pruebas
de
linealidad.
La
compañía
proporciona gestión de proyectos de pre- instalación,
servicios de instalación y postinstalación, incluyendo
programas de capacitación en línea y en empresas.
Ofrece
productos
a
través
de
distribuidores
autorizados, incluidos los médicos, farmacéuticos y
educadores en diabetes. La compañía fue fundada en
1981 y tiene su sede en California, con oficinas en los
Estados
Unidos
e
internacionalmente.
También
cuenta con instalaciones de fabricación en Puerto
Rico y Escocia. LifeScan, Inc. opera como subsidiaria
de Johnson & Johnson desde 1986.
Estados
Medtronic Diabetes
Medtronic, Inc. (Medtronic) se dedica a la tecnología
Unidos
710 Medtronic Parkway
médica. A partir de 2012, funciona en dos segmentos
Minneapolis, MN 55432
operativos que fabrican y comercializa terapias
United States
médicas
Phone: 1-763-514-4000
operativos de la compañía incluyen el grupo cardíaco
Fax: 1-763-514-4879
y vascular (gestión de la Enfermedad del Ritmo
www.medtronic.com
Cardiaco (CRDM) y cardiovasculares), y el grupo de
terapias
basadas
en
restaurativa
neuromodulación,
la
dispositivos.
(columna
diabetes
y
Segmentos
vertebral,
quirúrgicas
technologies). Medtronic sirve a hospitales, médicos,
clínicos y pacientes en más de 120 países de todo el
mundo. Los principales clientes de la compañía
incluyen hospitales, clínicas, proveedores de cuidado
de la salud de otros fabricantes, distribuidores, y otras
instituciones, incluidos los programas de salud
gubernamentales y organismos de compras del
grupo. En agosto de 2013, Medtronic, Inc. anunció el
62
cierre de la adquisición de Cardiocom.
Estados
Hoffman La Roche
Hoffmann-La Roche Inc. (Roche) opera como una
Unidos
340 Kingsland Street
compañía de salud centrada en la investigación, que
Nutley, NJ 07110-1199
desarrolla productos de diagnóstico y terapéuticos
United States
para pacientes y profesionales de la salud. La
Founded in 1905
compañía
Phone: 973-235-5000
enfermedades, como el cáncer, infecciones virales,
Fax: 973-777-3327
trastornos
www.rocheusa.com
centrales, y enfermedades inflamatorias, así como los
ofrece
productos
del
medicamentos
sistema
farmacéuticos
para
nervioso,
para
diversas
metabólicas
BioOncology,
oftalmología y la inmunología, el metabolismo y la
atención primaria, y la virología y la atención
especializada y productos médicos de diagnóstico,
productos de cuidado: como la diabetes, productos
de monitorización de la coagulación de sangre,
sistema de hospitales y laboratorio, productos de
investigación y portales de diagnóstico de punto de
atención. Proporciona instrumentos de diagnóstico in
vitro, y pruebas de diagnóstico para la detección de la
enfermedad, y el diagnóstico en los laboratorios, en el
punto de atención, y para la autoadministración del
paciente. Hoffmann-La Roche Inc. fue fundada en
1905 y tiene su sede Nueva Jersey. Tiene plantas en
San Francisco y Pleasanton, California, Nutley, Nueva
Jersey, Boulder, Colorado, Florence, Carolina del Sur,
Indianapolis, Indiana, Branchburg, Nueva Jersey,
Tucson, Arizona, Madison, Wisconsin, y Branford,
Connecticut.
Estados
AgaMatrix Inc.
AgaMatrix, Inc. desarrolla, fabrica y sirve productos
Unidos
10 Manor Parkway
para la diabetes. La compañía ofrece sistemas de
Salem, NH 03079
monitoreo de glucosa en sangre. Su producto
United States
WaveSense, es una tecnología que personaliza cada
Founded in 2001
prueba para proporcionar exactitud, y detecta y
63
Phone: 603-328-6000
corrige errores causados por diferencias en las
Fax: 617-588-0430
muestras de sangre y las condiciones ambientales, y
www.wavesense.info
Zero-Click, un sistema de gestión de datos de
WaveSense. La empresa comercializa productos a
través de canales de distribución al por menor, al por
mayor, y en casa. AgaMatrix, Inc. fue fundada en
2001 y tiene su sede en New Hampshire. Cuenta con
oficinas internacionales en Canadá y Reino Unido.
Estados
LifeSensors Inc.
LifeSensors, Inc., una compañía de biotecnología que
Unidos
271 Great Valley Parkway
descubre,
Suite 100
herramientas
Malvern, PA 19355
descubrimientos de medicamentos, y los mercados
United States
de investigación. Sus productos incluyen la proteína
Founded in 1996
basada en SUMO, y sistemas de expresión de
desarrolla,
de
fabrica
investigación
y
comercializa
para
terapéutica,
péptidos para maximizar el rendimiento de proteínas
solubles y funcionales en E. coli, levaduras, insectos y
células de mamíferos, herramientas de investigación
de ubiquitina para el estudio de las enzimas y las
matrices de afinidad de ubiquitina: tales como
tándem ubiquitina entidad soluciones tecnológicas
Investigadores
vinculantes
para
ayudar
en
la
identificación y purificación de proteínas (UBL). La
compañía
proporciona
ensayos de
ubiquitina
/
conjugación para la medición de la actividad de las
enzimas de conjugación ubiquitina, así como los
ensayos de placa basado en microtitulación para la
medición de la ubiquitinación de proteínas, proteínas
de ubiquitina / semejante a la ubiquitina (UBL)
conjugación de enzimas para la modificación selectiva
de
sustratos;
ensayos
isopeptidase
para
la
caracterización de la actividad de las proteasas y
ensayos, y isopeptidases ubiquitina / UBL para la
selección de alto rendimiento o determinación todas
64
las enzimas que reconocen un sustrato ubiquitylated
dado. Además, desarrolla plataforma de tecnología de
producción de proteínas, la proteína de encargo y de
expresión y purificación de péptido-ubiquitinases
(DUB) y enzimas UBL, la plataforma de ensayo de la
copia,
copia
microarrays
de
proteínas
en
el
descubrimiento de fármacos y el diagnóstico, y
matrices de afinidad para la purificación de proteínas
y la detección. La empresa sirve a compañías
farmacéuticas
y
de
biotecnología,
así
como
instituciones académicas y gubernamentales. Ofrece
productos a través de una red de distribuidores en los
Estados Unidos e internacionalmente. La compañía
fue fundada en 1996 y tiene su sede en Pennsylvania.
Estados
Nova Biomedical Corp.
Nova Biomedical Corporation desarrolla y fabrica
Unidos
200 Prospect Street
analizadores químicos de sangre. Ofrece analizadores
Waltham, MA 02454-9141
de análisis celular y químicos automatizados para
United States
pruebas de nutrientes, metabolitos y gases, y el
Founded in 1976
estado celular en la fermentación y cultivo celular, los
Phone: 781-894-0800
medios de comunicación, monitores de glucosa en
Fax: 781-894-5915
sangre y tiras reactivas para la auto-prueba para los
www.novabiomedical.com diabéticos y dispositivos médicos y de diagnóstico
para las empresas de salud, así como de mano y los
analizadores de punto de cuidado. La compañía
desarrolla biosensores para la sangre y diagnóstico de
fermentación y cultivo celular. Ofrece productos a
hospitales y redes de salud integradas a través de
distribuidores
en
los
Estados
Unidos
e
internacionalmente. Nova Biomedical Corporation fue
fundada en 1976 tiene su sede en Massachusetts.
Cuenta con instalaciones en Bedford y Billerica,
Massachusetts, Viena, Austria, Mississauga, Canadá;
Courtaboeuf Les Ulis, Francia, Rödermark, Alemania,
65
Nueva Delhi, India, Tokio, Japón, y Cheshire, Reino
Unido.
5.7
Actores en Argentina
Tabla Nº 15. Empresas argentinas relacionadas con biosensores
Empresas nacionales
Perfil
AADEE, S.A.
Fabricante
Descripción
de AADEE SA, con 40 años de prestigio
Av. Triunvirato 4135 5º equipos médicos…
y experiencia en el campo de la
piso, Buenos Aires l
medicina
Argentina
especializada,
C1431FBD
exportadores e importadores de
Tel.: +54.11.4523.4848
equipamiento
Fax: +54.11.4523.2291
bioquímica,
0810.266.AADEE (2233)
centrales nucleares.
AQTK
Representante
convencional
como
y
fabricantes,
para
medicina,
investigación
y
para
Equipos de medición. Entre ellos,
Av. Cramer 1765 Piso 7, comercial
soluciones
Of. A
analizadores de respuestas en red.
www.aqtk.com.ar
Instrumental para nanotecnología.
Eriochem
Ruta
12
Empresa
Km
3107
452 farmacéutica
Colonia
Avellaneda
Entre
Desarrolla
oncológicos
inalámbricas,
y
produce
de
alta
genéricos
calidad
y
genéricos con tecnología de valor
agregado o supe genéricos. Se
Ríos
focaliza en productos farmacéuticos
Argentina
de “liberación sostenida” basados
Teléfono
en
Tel: +54 343 4979125
procesos
Fax:
tecnología para la producción de
4979136
++54
343
polímeros
biodegradables
innovativos
de
y
alta
microesferas, ERIOCHEM utiliza sus
propias técnicas en los procesos de
estos productos.
66
6.
VALORACIÓN FINAL
Publicaciones
Aunque la tendencia en la producción científica relacionada con los biosensores y
nanobiosensores parece ir hacia la baja, la participación de países desarrollados
(Estados Unidos, Alemania, Japón) y emergentes (China, Corea), y la identificación de
líneas que constituyen retos para las grupos de investigación a mediano plazo,
relacionados con el diseño de biosensores con mejores prestaciones y nuevas
aplicaciones para el sector de la salud, muestra mucho camino por recorrer en esta
área de investigación.
Patentes
A diferencia de la producción científica, la producción de nuevas tecnologías
patentadas ha sido sostenida en el periodo 2008-2013, siendo esta una barrera de
entrada a un sector, altamente competitivo y exigente. En cambio, la evolución de la
patentabilidad en los países líderes ha mostrado una tendencia decreciente en el
periodo, lo que quiere decir que empresas y entidades de otros países están
logrando proteger sus tecnologías, en un mercado altamente competitivo y con
importantes barreras de entrada. Precisamente, la protección de las tecnologías
constituye una de estas barreras de entrada al mercado mundial de los sensores.
A pesar de la cantidad creciente de patentes sobre biosensores y nanobiosensores
que se han identificado en los últimos cinco años, disponer de una cartera de
patentes no garantiza el logro de posiciones tecnológicas y comerciales sólidas en el
mercado. Las empresas líderes en el sector deben adoptar otras estrategias más
agresivas para mantenerse en el mercado.
Proyectos I+D
Se identifican acciones financiadas públicamente, tanto en Europa como en Estados
Unidos relacionadas con la investigación sobre biosensores y nanobiosensores con
aplicaciones al sector de la salud y la medicina. En Europa se identifican cinco
67
proyectos en ejecución con participación en cada proyecto de muchas instituciones
europeas, y objetivos relacionados con el desarrollo de nuevos nanobiosensores
altamente sensibles, de tecnologías integradas, de biosensores label-free, de nuevos
paradigmas basados en nanotecnología. En Estados Unidos, se han identificado
aproximadamente 35 proyectos con financiación federal, y se pretende el desarrollo
de nuevas plataformas integradas de biodetección, de nuevos biosensores NEMS, de
nuevos sistemas de biodetección para múltiples aplicaciones.
Mercado
El mercado global de los biosensores crecerá rápidamente en los próximos años, y
sobre todo las aplicaciones relacionadas con el sector de la salud y médico. En el
mercado de consumo final, los medidores de glucosa para diabéticos seguirán
siendo los más demandados (centros salud, puntos de atención, diagnóstico en
casa). En relación a las aplicaciones verticales, los biosensores para puntos de
atención y para el diagnóstico en casa serán los más demandados (monitorización del
colesterol, la de glucosa y los niveles de coagulación).
En cuanto a mercados geográficos, Estados Unidos se presenta como el principal
mercado, seguido por Europa, siendo los principales fabricantes de biosensores y
dispositivos basados en biosensores. Las empresas involucradas en el mercado,
debido al crecimiento de la competencia a niveles muy altos, han optado por
establecer alianzas estratégicas (sociedades, join ventures), que le han permitido
ofrecer una mejor atención a pacientes y reducir los precios de los sistemas de
detección y medición.
68
7.
BIBLIOGRAFÍA
Base de datos de patentes Espacenet
(http://lp.espacenet.com/advancedSearch?locale=es_LP).
Base de datos de publicaciones científicas Compendex, de Dialog (suscripción).
Base de datos CORDIS, de proyectos de investigación pública en Europa
(http://cordis.europa.eu/spain/home_es.html).
Base de datos NSF, de proyectos de investigación pública en Estados Unidos
(www.nsf.gov).
Instrumentación biomédica: biosensores. Documento académico publicado en
slideshare, 2012
Biosensors In Medical Diagnostics - A Global Strategic Business Report, 2012.
Global Market for Biosensors in Medical Diagnostics to Reach US$16.5 Billion by
2017, According to New Report by Global Industry Analysts, Inc., 2013 .
Biosensors Market (Electrochemical, Optical, Piezoelectric & Thermistor) is Expected to
Reach USD 18.9 Billion Globally in 2018: Transparency Market Research, 2013.
Application of Nanobiosensors and Biochips in Health Care: A Review, 2008.
Biotechnologies for Medical Applications: Global Markets, 2010.
69
8.
ANEXOS
8.1
Fichas de búsquedas
Palabras clave
Español
Ingles
Biosensores
Biosensors
Nanobiosensores
Nanobiosensor
biosensible
biosensing
bio-chips, lab-on-a-chip
Biosensors arrays, biochips, lab-on-a-
sensores no invasivos
chip
vigilancia in-vivo
non-invasive sensors
vigilancia ex-vivo
Clinical applications of biosensors (Ex-
biosensores en tiempo real
vivo monitoring, In-vivo monitoring)
diagnostico
en
lugar
de Biosensors for health care (lactate,
atención
glicose, urea, creatinine, Cholesterol,
diagnóstico en tiempo real
uric-acid, DNA, inmuno-sensors)
diagnóstico in-vitro
real-time biosensors
diagnóstico in-vivo
point-of-care diagnosis
vigilancia y diagnóstico de real-time diagnosis
enfermedades
in-vitro diagnostics
biosensores biomiméticos
in vivo diagnostics
disease diagnosis and monitoring
biomimetics biosensors
Tipo de información Publicaciones
Base de datos
Compendex
( (((((Biosens* OR nanobiosens* OR $biochips OR $lab $on $a
$chip OR $non $invasive sens*) WN KY) OR ((Biosens* OR
nanobiosens* OR biochips OR lab on a chip OR non invasive
Ecuación
búsqueda
de sens*) WN CL)) OR ((Biosens* OR nanobiosens* OR $biochips
OR $lab $on $a $chip OR $non $invasive sens*) WN MH)) OR
((Biosens* OR nanobiosens* OR $biochips OR $lab $on $a $chip
OR $non $invasive sens*) WN CV)) AND (JA WN DT) AND (20082013 WN YR)) AND ( ((((461.1 OR 461.3 OR 461.5 OR 461.6 OR
70
461.7) WN CL) AND (JA WN DT) AND (2008-2013 WN YR)) OR
(((((($In-vivo OR $in-vitro OR $ex-vivo OR $point $of $care OR
$real $time OR $diagnosis OR $monitoring OR $medicine OR
$health OR $clinical OR $Medicine AND $Pharmacology OR
$health $care OR $biomedical $equipment) WN KY) OR ((In-vivo
OR in-vitro OR ex-vivo OR point of care OR real time OR
diagnosis OR monitoring OR medicine OR health OR clinical OR
Medicine AND Pharmacology OR health care OR biomedical
equipment) WN CL)) OR (($In-vivo OR $in-vitro OR $ex-vivo OR
$point $of $care OR $real $time OR $diagnosis OR $monitoring
OR $medicine OR $health OR $clinical OR $Medicine AND
$Pharmacology OR $health $care OR $biomedical $equipment)
WN MH)) OR (($In-vivo OR $in-vitro OR $ex-vivo OR $point $of
$care OR $real $time OR $diagnosis OR $monitoring OR
$medicine OR $health OR $clinical OR $Medicine AND
$Pharmacology OR $health $care OR $biomedical $equipment)
WN CV)) AND (JA WN DT) AND (2008-2013 WN YR))))
Periodo
5 años (2008-2013)
Resultados
2663 articles found in Compendex (cerrada)
Herramienta
soporte
Matheo Analyzer
Tipo de información
Proyectos I+D
Base de datos
CORDIS (Europea)
biosensors or nanobiosensors
Filtros:
Ecuación de búsqueda
FP7-HEALTH,FP7
FP7-HEALTH,FP7
Proyectos
Periodo
5 años (2008-2013)
Resultados
5 proyectos
Herramienta soporte
Manual / Matheo Analyzer
71
Tipo de información
Proyectos I+D
Base de datos
NSF (EE.UU)
Periodo
5 años (2008-2013)
Keyword: biosensors or nanobiosensors or nanosensors
Active Awards: true
Ecuación de búsqueda
Award Instrument: Standard Grant
Start Date:
From01/01/2008
To 08/21/2013
Resultados
187 proyectos
Herramienta soporte
Manual / Matheo Analyzer
Tipo de información
Patentes
Base de datos
Espacenet
Periodo
5 años (2008-2013)
Ecuación de búsqueda
biosens* or nanobiosens* or nanosensors*, para PD:
20080101-20131231
Resultados
En Matheo Patent (cerrada)
Herramienta soporte
Matheo Analyzer, Matheo Patent
Tipo de información
Mercado
Base de datos
Factiva, y otras fuentes de interés
Periodo
5 años (2008-2013)
Ecuación de búsqueda
biosens* or nanobiosens*, para PD: 20080101-20131231
Herramienta soporte
Procesamento manual
72
PUBLICACIÓN PRODUCIDA POR LA DIRECCIÓN DE PROMOCIÓN Y CULTURA CIENTÍFICA
Edición
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Dolores Yañez
Diseño gráfico
Yanina Di Bello
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