Nanotecnología

     Para eliminar los efectos secundarios de la quimioterapia al tratar diversas enfermedades, las aplicaciones médicas de nano-robots son enormes y ambiciosas. En la década pasada, los investigadores consiguieron muchas mejoras sobre los distintos sistemas requeridos en el desarrollo práctico de los nano-robots, tales como sensores, suministro de energía y transmisión de datos o información.

   Pero hay todavía mucho trabajo que hacer antes de que las diminutas “máquinas moleculares” puedan comenzar a viajar por nuestras arterias para diagnosticar o tratar nuestras dolencias. Un grupo de investigadores  ha desarrollado recientemente una innovadora aproximación de ayuda a la investigación y desarrollo de nano-robots  a la realidad virtual. Adriano Cavalcanti, Bijan Shirinzadeh, Robert Freitas Jr., y Tad Hogg, representando instituciones en Melbourne, Australia, y EE UU, han publicado su procedimiento de simulación en una reciente publicación en Nanotechnology. Tal como anteriormente, simulaciones en 3D ayudaron enormemente a ingenieros a acelerar la investigación del desarrollo en la industria de semiconductor, Cavalcanti y sus compañeros esperan, del mismo modo, que nano-robots virtuales, biomoleculas virtuales y arterias virtuales aceleren el progreso en el  desarrollo de  nano-robots. “El software NCD (diseño de control del nano-robot) es un sistema puesto en práctica para servir a modo de prueba para el prototipo de nanorobot 3D” afirmó Cavalcanti, presidente del Centro para la Automatización en Nanobiotecnología e investigador en la Universidad Monash en Melbourne. Es un avanzado simulador que proporciona la información física y numérica para el modelado de las tareas del nano-robot; sirviendo como una plataforma de  rápido desarrollo para la investigación médica con nano-robots. Las simulaciones NCD muestran cómo controlar un nano-robot dentro del cuerpo.

   En una demostración de la simulación a tiempo real, los nano-robots tenían la tarea de buscar proteínas en un ambiente dinámico virtual, e identificar y traer aquellas proteínas “a una entrada de órgano” específica para la entrega de medicina. Los investigadores analizaron como los nano-robots usaban estrategias diferentes para alcanzar este objetivo. Por ejemplo, los nanorobots podrían emplear capacidades sensoriales diferentes, tales como sensores químicos y térmicos, así como también, el movimiento aleatorio.   

    Para los nano-robots, una de las partes más difíciles era maniobrar lo suficientemente cerca de una biomolécula debido a la incapacidad de sentirla, por causa de otras fuerzas y movimientos de cuerpos diferentes. A diferencia que a macroescala, la viscosidad domina en el movimiento en arterias, afectando al trayecto de los nanorobots el encuentro de obstáculos y proteínas que se mueven pasivamente por el fluido. 
    Los investigadores probaron varios casos donde los  nano-robots usaban estrategias diferentes para detectar  proteínas, y en vasos sanguíneos de diversos diámetros. Como era de esperar, sus resultados mostraron que los nano-robots tienen una mejor posibilidad de encontrar un objetivo en los vasos más pequeños. También, el empleo tanto de biosensores químicos como térmicos mejoró enormemente la eficacia de los nano-robots en comparación con el movimiento aleatorio.

     Además, la simulación proporcionará instrumentos interactivos para muchos aspectos  del diseño de nano-robots, como métodos de control, diseño del motor… Los investigadores actualmente usan la simulación para pruebas en la cirugía laparoscópica, la diabetes, el cáncer, aneurismas cerebrales, cardiología, y suministro de medicación. El desarrollo es sumamente de colaboración, con avances dependiendo de futuras mejoras en nanoelectrónica, nuevos materiales, e investigaciones del genoma humano.    Por tanto uno de los factores principales para el satisfactorio desarrollo de los nano-robots debe consistir en reconciliar a profesionales con opiniones interdisciplinarias en ciencia y tecnología. Es necesario mantener los ojos abiertos para la química, la ingeniería de materiales, la electrónica, la informática, la física, la mecánica, fotónica, farmacología, y tecnologías de medicina.     Por otro lado, debido a la amplia variedad de usos, los nano-robots casi seguramente ofrecerán incentivos económicos. Además de usos en medicina, los nano-robots también presentan una importante estratégia militar para la defensa contra la contaminación biológica. Quizás todas estas razones pongan a nuestro alcance en un corto futuro (podríamos hablar del 2015) estos “diminutos personajes”.

Este artículo fue publicado el 21-Diciembre-2007 a las 6.12 pm por Milagros Barceló bajo la categoría Nanotecnología y Salud. Puede obtener un aviso de los comentarios a este artículo usando el RSS 2.0 feed.

Tags: Ninguno