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Los bioplásticos, un avance de futuro para el sector biomédico y tecnológico
Xavier Bautista
Dan*na, una startup de base tecnológica dedicada al desarrollo de biomateriales de alto valor añadido para el sector biomédico y tecnológico, amplió recientemente sus instalaciones en el Parque Científico de Barcelona, con la puesta en marcha de una planta piloto de producción para el escalado industrial de sus bioplásticos. La compañía, que aumentará así su capacidad operativa, cuenta con una plantilla multidisciplinar y multicultural, al frente de la cual se hallan Xavier Marín, la Dra. Sejin Oh, Oriol Pla y Carles Ortiz.
Para conocer mejor qué es Dan*na, hablamos con Xavier Marín, fundador y actual CEO de la firma, que ha desarrollado toda su carrera profesional en el entorno TIC y que, hace casi cuatro años, se embarcó en el apasionante mundo de los materiales casi de forma accidental.
Técnicas de Laboratorio: ¿Qué es Dan*na?
Xavier Marín: Dan*na (Artificial Nature S.L,) es una empresa de bioingeniería dedicada al desarrollo de biomateriales y bioplásticos avanzados para el sector biomédico y tecnológico. Está formada actualmente por un equipo de 12 personas y un equipo de I+D con cinco doctores de distintas disciplinas. Para obtener nuestra materia prima, utilizamos derivados orgánicos, como diferentes ácidos o subproductos vegetales, y la valorizamos, mediante la combinación de la tecnología molecular, procesos de química verde y la inteligencia artificial, en un material sostenible de alto valor añadido. El centro de dirección y operaciones está en el Parque Científico de Barcelona; la empresa también tiene representación comercial en Madrid.
T.L.: ¿Qué hace diferente a Dan*na de otras firmas del sector?
X.M.: Dan*na, a diferencia de las empresas que se dedican al desarrollo de plásticos, controla todo el proceso de síntesis de sus biomateriales y bioplásticos al 100%, sin dependencia de terceros y llegando a producir y controlar su propia materia prima. Esto nos permite ganar en márgenes de producción y en adaptar las funcionalizaciones del material a las necesidades reales del cliente. Nuestro cliente mayoritario es el transformador de plástico, que busca un material técnico que aporte valor a su producto final, principalmente pensando en sectores tecnológicos como la biomedicina, la microelectrónica o la agricultura de precisión. Nuestro biomaterial ya se está utilizando en regeneración de tejidos in vitro y testeando in vivo, puede ser utilizado también como sustrato para el desarrollo de sensores, biosensores o electrodos.
T.L.: ¿Cómo surgió Dan*na y la empresa que la sustenta?
X.M.: Dan*na se fundó en Barcelona, a finales del 2017 persiguiendo unos sue-
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ños que tuve durante mi infancia, influido por películas y series como Star Wars y Star Trek, que marcaron a más de una generación. En ese momento visualizaba el diseño de fábricas de cristal medio subterráneas para el desarrollo de robots, con tejidos blandos, que nos hacían la vida más cómoda hasta el punto de viajar por el universo en nuestro lugar.
Estos sueños siempre los tuve presentes; en 2016 tuve la oportunidad de decidir si quería dar el paso para desarrollar un nuevo material, que aportara un valor a la sociedad y que este, además, pudiera ser utilizado en el sector tecnológico. Lo último que quería era montar una empresa, por lo que intenté buscar a alguien para delegar este trabajo, pero no tuve éxito. Así que finalmente decidí constituir la empresa Artificial Nature, S.L., con la marca Dan*na, que significa Desarrollo Artificial de la Naturaleza, y adentrarme en el mundo de los materiales para desarrollar un bioplástico propio de alto valor añadido.
Inicialmente contraté a una doctora en bioingeniería, la Dra. Sejin Oh, actual CTO de la empresa, para seis meses, periodo en el que si no era capaz de generar negocio cerraría el proyecto. A los 22 días tuvimos la suerte de facturar 22.000 EUR para un servicio de I+D en polímeros. Esto nos dio mucha motivación, sobre todo a mí, al ver que era capaz de generar negocio en un sector totalmente nuevo. En este momento decidimos participar en proyectos públicos para focalizar los recursos en el desarrollo de nuestra tecnología, sin ir de la mano de consultoras, empezamos a ganar proyectos y a ampliar el equipo hasta las 12 personas que somos hoy.
En tres años hemos ganado más de 10 proyectos altamente competitivos, tanto a nivel nacional como internacional, superando una financiación total de 1,3 millones de EUR. Esto nos ha permitido centrarnos en el desarrollo de nuestra tecnología, entender el mercado y focalizarnos en nuestro impacto medioambiental y social de forma rentable. Toda esta actividad ha estado centrada en Barcelona, en el Parque Científico, y colaborando con centros tecnológicos y universidades. Actualmente Dan*na tiene trabajo garantizado para todo el equipo para los próximos tres años.
Instalaciones de Dan*na en el Parque Científico de Barcelona (PCB)
T.L.: ¿Qué ofrece Dan*na al mercado?
X.M.: En cuanto a productos, nuestra empresa desarrolla biomateriales a medida para centros de I+D+i, principalmente para ser utilizados en el sector de la salud o de la microelectrónica sensórica. Nuestro biomaterial puede ser utilizado como sustrato para inyectables, geles, biotintas o scaffolds 3D en la regeneración tisular de tejidos óseos, cartílagos y nervios.
Adaptamos el biomaterial para ser utilizado en diferentes tecnologías, como la bioimpresión, dispositivos OOC (Organ On a Chip) u otros medios experimentales a nivel de laboratorio. Nuestro biomaterial ya ha superado satisfactoriamente las pruebas de toxicidad, proliferación y adhesión celular. Actualmente estamos trabajando en diferentes tipos de diferenciación celular y en contacto con la Agencia Europea del Medicamento (EMA) para seguir correctamente nuestro desarrollo.
También hemos desarrollado un bioplástico, con un mayor peso molecular, que puede ser utilizado como sustrato polimérico para dispositivos electrónicos, como son los sensores o biosensores. Al controlar toda su síntesis, somos capaces de modificar su cadena molecular para funcionalizar sus propiedades finales, como el tiempo de biodegradación o la liberación de bioactivos u otros elementos de valor.
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La creación de biomateriales es uno de los objetivos de Dan*na
Nuestros servicios se centran en ayudar a las empresas a introducir en sus procesos de producción o producto final, materiales sostenibles como son los bioplásticos u otros bioproductos. Así como controlar su rentabilidad en su impacto mediante el control de sus emisiones en CO2eq o consumo energético entre otros, con herramientas digitales basadas en LCA y LCC. Al disponer de laboratorios y equipamientos de análisis, nuestro equipo de investigadores también puede dar soporte tecnológico a las empresas que trabajan con polímeros y requieren de algún tipo de solución sobre su caracterización, o el desarrollo de análisis e interpretación como puede ser en RMN, entre otros. Tener nuestras instalaciones en el Parque Científico de Barcelona nos permite trabajar y ofrecer servicios en unas condiciones de alto nivel de excelencia, ya que las instalaciones del PCB están preparadas y utilizadas por las principales empresas y multinacionales del sector de la salud, con espacios GMP, salas de cultivos, equipamientos de análisis, etc.
Me ha sorprendido ver que gran parte de la comunidad científica se basa demasiado en los artículos científicos (papers); hasta ahora esto ha funcionado y ha sido muy efectivo, pero necesitamos seguir avanzando y toda información tiene valor
T.L.: ¿Cómo valora la situación del sector de la investigación?
X.M.: Quizás no sea muy objetivo en mi visión, ya que soy una rara avis en este sector, vengo del mundo informático, donde he desarrollado mi carrera profesional durante los últimos 25 años. Es un mundo donde todo se mueve a otra velocidad, en orden de meses. Aquí, cuando llegué y pregunté la primera vez cuánto tardaríamos en desarrollar y tener un biomaterial para ser utilizado in vivo, y me respondieron que en el mejor de los casos serían unos 11 años, casi me da algo.
No sé cómo era antes, personalmente soy muy crítico, sigo viendo a día de hoy, universidades y centros de I+D de referencia que no aplican ni conocen el potencial de la IA en sus investigaciones. Mi propio equipo de investigadores, formados todos con un PhD, ha tenido que hacer un gran esfuerzo para adaptarse a mi forma digital de ver las cosas, y buscar conjuntamente entre todos un equilibrio de viabilidad. Ha sido y está siendo un gran reto para nuestro sector adaptarse a la digitalización. Cada vez se conocen más los bioinformáticos, pero en el sector de la química sigue costando ver algoritmos dando soporte a los investigadores.
El sector de la investigación vive demasiado en su mundo onírico, tiene que focalizarse también a entender la rentabilidad y el impacto, veo pocos ROIs en las propuestas de I+D, aunque sean orientativos tienen que estar, existe una cultura alrededor de los proyectos públicos que tampoco ayuda al desarrollo final de la innovación, cuesta ver superar los TRL5-6. Y lo mismo aplica a las tesis doctorales, muy pocas son utilizadas en el mundo real, a excepción de los DI.
A todo esto, pienso que el uso convencional del método científico ha quedado obsoleto; la IA y la robótica, cada vez más protagonistas en nuestro mundo, están alterando las bases de la ciencia y su forma de tratarla. Sigue valiendo el mismo orden, pero con una interacción entre las diferentes etapas en tiempo real que hasta ahora era imposible aplicar. Actualmente ya se pueden tomar medidas en tiempo real generando DATA durante la parte experimental, desarrollando nuevas hipótesis en un tiempo récord casi sin salir de la misma parte experimental.
El propio modelo estándar, en física, está experimentado una revolución gracias a los últimos resultados del Fermilab con el proyecto del Muon g-2. Iniciamos una década de oro, en que nuestra forma de ver el mundo (nosotros mismos) cambiará de forma radical en los próximos años gracias a estas tecnologías ya no tan emergentes.
También me ha sorprendido ver que gran parte de la comunidad científica se basa demasiado en los artículos científicos (papers). Hasta ahora esto ha
Cultivo microbiano para el desarrollo de biomateriales
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Los scaffolds son utilizados como sustratos para la biomedicina regenerativa
funcionado y ha sido muy efectivo, pero necesitamos seguir avanzando y toda información tiene valor, prácticamente no se publican los resultados fallidos, y hay excelentes trabajos realizados, pero si el resultado final es fallido queda en el olvido. Entiendo que esto es válido en un mundo analógico en el que leer miles de papers tiene un alto coste en tiempo y energía. Pero hoy podemos explorar y explotar también estos trabajos fallidos mediante la IA para aprender. ¿Cuántos avances hemos tenido en nuestra historia gracias a esos errores experimentales en el laboratorio?
T.L.: ¿Cómo se desenvuelve su firma en estas circunstancias?
X.M.: Tanto la empresa como yo mismo nos hemos desarrollado conjuntamente y hemos aprendido el uno del otro. Empezamos de cero, literalmente con una hoja en blanco, no éramos una spin-off con un desarrollo tecnológico previo, iniciamos el camino con muchos riesgos y con una visión diferente y poco compartida que nos ha ayudado a obtener unos resultados en tiempo y calidad fuera de lo normal. Nuestra empresa tiene el reto de trabajar con tres disciplinas tecnológicas a la vez. Hasta ahora los resultados han sido muy satisfactorios, pero es demasiado temprano para realizar una valoración correcta, esta la tendremos cuando podamos valorar nuestro impacto como empresa en el mercado durante el próximo año.
T.L.: ¿Qué tendencias futuras ve en lo técnico y en lo comercial y cuáles son las últimas novedades técnicas que ofrece su empresa?
X.M.: Nos focalizamos en mejorar la funcionalización de los biomateriales y bioplásticos, reduciendo en lo posible el coste energético y su impacto medioambiental. Actualmente desarrollamos para terceros biomateriales a medida para ser utilizados en dispositivos como los OOC (Organ On a Chip) y bioplásticos para el sector de la sensórica. Nos gustaría dar el siguiente paso en otros sectores en que la sostenibilidad les dé valor, aportando materiales técnicos más sostenibles.
Los retos tecnológicos actuales requieren de una solución interdisciplinar. Hoy una empresa de base tecnológica con una sola tecnología no tiene muchas posibilidades de sobrevivir, para aumentar un orden de magnitud esta probabilidad hay que incorporar nuevas y complementarias tecnologías a la empresa. Esto ofrece mayor flexibilidad de adaptación a la empresa y un enriquecimiento a todo el equipo. Tiene un coste, claro, pero el coste alternativo a este modelo es peor. Nosotros trabajamos en el desarrollo de la integración de tres tecnologías basadas en la tecnología molecular, la química verde y la IA. En un futuro cercano seremos más parecidos a una empresa tecnológica digital que a una empresa química.
T.L.: ¿Cuáles son los próximos objetivos de la compañía?
X.M.: Seguir creciendo como mínimo al ritmo actual e incrementar nuestra capacidad de producción en dos órdenes de magnitud. Ahora mismo estamos hablando con empresas industriales para buscar un socio que comparta nuestros valores y enfoque, para una relación de largo plazo (de 7 a 10 años, o más si es posible).
T.L.: ¿Qué medidas han adoptado para mejorar el servicio al cliente?
X.M.: Queremos mejorar la experiencia del usuario que usa nuestros materiales, aportando a través de ellos mejoras en su salud o bienestar. Toda biología necesita interaccionar con el mundo material, cuanto más biocompatibles sean estos, también a nivel tecnológico, mejor. A nivel del servicio, Dan*na adquirió el portal Bioplasticos.com para desarrollar nuestro futuro marketplace y como canal de relación con nuestros clientes.
T.L.: ¿Qué presencia tiene Dan*na en España?
X.M.: Actualmente centramos toda nuestra actividad de dirección y tecnológica en Barcelona; a nivel comercial cubrimos toda España con el soporte de una delegación en Madrid, y a nivel europeo mediante los actuales consorcios con terceros que tenemos.
T.L.: ¿Cuál ha sido el motivo para ampliar sus instalaciones con una nueva planta en Barcelona?
X.M.: El pasado año 2020 terminamos el desarrollo de uno de nuestros bioma-
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Xavier Marin, fundador y CEO de Dan*na.
teriales, el cual necesitamos ahora escalar para llevarlo a producción. El escalado requiere de un ejercicio de ingeniería complicado con sus riesgos asociados. Mi obsesión siempre ha sido eliminar variables innecesarias que dificulten el objetivo, por lo que hemos buscado el lugar que nos facilite en mayor grado esta simplicidad de variables. Barcelona es una ciudad increíble por su posicionamiento geográfico, por su clima, talento y el ecosistema tecnológico que está atrayendo. Concretamente el PCB, donde estamos actualmente desarrollando nuestra tecnología, está en pleno centro universitario dentro de Barcelona y muy bien comunicado, por lo que tenemos acceso al talento universitario y al propio networking formado por más de 80 empresas tecnológicas de la salud.
T.L.: ¿De qué tipo de instalaciones dispondrán en su nueva planta?
X.M.: Esta parte no puedo comentarla en detalle, pero principalmente estará focalizada a la actividad de los nuevos reactores que estamos diseñando y de su gestión.
T.L.: ¿De qué manera y con qué perfiles han cubierto el personal necesario para poner en marcha su nueva planta en el Parque Científico de Barcelona?
X.M.: Principalmente con profesionales externos y con el propio equipo del PCB. En la actual búsqueda de socios industriales, buscamos también este tipo de acompañamiento que nos aporte este conocimiento industrial que nosotros no tenemos.
T.L.: ¿Qué proporción de actividades prevén que dedicarán a la investigación propia y a la de servicios para sus clientes?
X.M.: Nuestra dedicación a la investigación para los próximos siete años será muy intensa, y lo seguirá siendo durante muchos años más, pero a medida que nuestra empresa crezca en volumen de producción e infraestructuras, se ampliarán nuevas competencias de la empresa para dar respuesta al mercado, al control de nuestro impacto y a asegurarnos un posicionamiento estable.
T.L.: ¿Cómo ha influido o está influyendo la actual situación de pandemia en sus actividades?
X.M.: A nivel de empresa, la pandemia ha sido un catalizador; por suerte nuestra empresa tenía musculatura financiera, y estamos en un sector en donde los vientos nos son favorables. A nivel de laboratorio tuvimos que cerrar la parte operativa unos meses en la fase inicial de la pandemia, pero el equipo siguió trabajando al 100% sin necesidad que utilizar ningún ERTE, teletrabajando en estudios técnicos y en la parte de la digitalización de Dan*na. De esta situación nació nuestro nuevo departamento de digitalización llamado DAN4.0, liderado por nuestra Dra. Nathalie Cerón, ingeniera física, doctorada en microelectrónica.
Para el desarrollo de nuestra tecnología hacia la industria 4.0 también aprovechamos para inscribirnos en el concurso
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de la Fundación SHIP2B en donde fuimos seleccionados entre más de 250 empresas, y donde nos otorgaron el distintivo de empresa de impacto medioambiental y social, fue un año de pleno focus en esto, para entender nuestro impacto y cómo gestionarlo. Fue un segundo despertar para Dan*na, nos dieron alma. Por último, pero no menos importante, ganamos un Misiones CDTI para la regeneración de cartílago y un H2020 para la valorización de CO2 industrial, aparte de otros.
T.L.: ¿De qué forma cree que la investigación en el ámbito de los bioplásticos está ayudando al sector biomédico y tecnológico?
X.M.: Los bioplásticos no dejan de ser plásticos que aportan nuevas funcionalizaciones al mercado, en el sector biomédico o tecnológico, su capacidad de biodegradación y su origen natural, si hablamos de un biobasado, son útiles para bioactivar el polímero y obtener de él un valor añadido para aportar información del entorno o interaccionar con su entorno. Cada material tiene unas propiedades concretas y estas se ajustan a unas necesidades también concretas del mercado. El bioplástico no va a sustituir a todo el plástico convencional, pero sí aportará nuevas soluciones funcionales y sostenibles, y ayudará al sector del plástico a realizar la transición hacia un modelo más sostenible. La investigación tiene un mundo de retos por afrontar en materia de sostenibilidad, y los bioplásticos pueden ser un estímulo para desarrollar nuevas vías técnicas en estos campos. Son más versátiles en su moldeado que los biomateriales cerámicos o metálicos, son biocompatibles y más baratos en su producción, en consumo de energía, en emisiones de CO2eq, y finalmente económicamente si los comparamos con materiales similares en función.
T.L.: ¿En qué medida su inversión en esta nueva planta supone un apoyo a la “economía circular”?
La planta nos ayudará no solo a validar correctamente nuestra propuesta de valor, también a ser más eficientes y a aprender de los errores antes de llegar a una planta de producción industrial. La economía circular existe desde que el hombre aprendió a utilizar su entorno a su favor. Ahora estamos reinventando la rueda con nuevos tecnicismos, pero las empresas siempre han buscado eficiencias en sus residuos o subproductos. La diferencia es que ahora tenemos la oportunidad de elevar el nivel, e incorporar soluciones que hasta hace poco eran inviables por su -poca- rentabilidad, como la valorización del residuo en un bioproducto de valor. Gracias al estímulo regulatorio, la transición energética y a las nuevas biotecnologías, creemos que tenemos una oportunidad de aportar una nueva forma de desarrollar y producir nuevos materiales altamente técnicos y sostenibles para el mercado.
T.L.: Ustedes combinan la llamada química verde con la inteligencia artificial, ¿de qué manera?
X.M.: Dan*na significa Desarrollo Artificial de la Naturaleza * Naturaleza Artificial. A través de la naturaleza seguimos aprendiendo a utilizar la química de hoy, buscando una química que se preocupa por la sostenibilidad y que evita trabajar con elemento tóxicos o nocivos para el medioambiente o la salud, eludiendo generar residuos o subproductos, reduciendo las emisiones, el consumo energético y el agua. La química verde no es competitiva económicamente con la química convencional y sobre todo la más tóxica, por lo que tenemos que buscar las eficiencias competitivas mediante la utilización de soluciones alternativa basadas en la informática, como el cálculo estadístico y probabilístico, el autoaprendizaje en simulaciones de gemelos digitales, etc. Nuestro equipo se centra en aplicar procesos basados en la evaluación del ciclo de vida de nuestros productos (LCA) sin olvidar que somos una empresa.
T.L.: ¿A qué mercado se dirige principalmente la nueva planta de producción?
X.M.: Principalmente a los sectores que utilizan los biomateriales como sustratos para la biomedicina regenerativa, como inyectables, biotintas, geles, scaffolds… y al de la microelectrónica sensórica, para el desarrollo de electrodos, sensores y biosensores. Tenemos pedidos de otros sectores, pero hemos de priorizar según los márgenes y nuestro volumen de producción, que ahora no es industrial.
T.L.: ¿Qué técnicas aplicarán en su nueva planta?
X.M.: Partiendo de que nos centramos en la síntesis química por polimerización, aplicaremos como valor de soporte la digitalización que estamos desarrollando en nuestro nuevo departamento DAN4.0, basado en el Digital Twin.
T.L.: ¿Qué perspectivas de crecimiento tienen respecto a su actividad inicial en su nueva planta?
X.M.: Actualmente ya podemos producir a pequeña escala para centros de I+D como los centros tecnológicos, universidades, centros médicos, etc. Una vez validado el escalado en la misma planta, esperamos tener una buena eficiencia para producir toneladas de biomaterial de forma mensual antes de 18 meses.
