Nanotecnología

Por Sky

Con el paso del tiempo, la nanotecnología se está introduciendo también, cada vez más, en la salud. La nanotecnología pretende crear nuevas herramientas para la exploración de la nanomateria con el fin de poder manipularla y fabricar nanodispositivos y nanopartículas, mientras que con la ayuda y la introducción de la nanotecnología en el campo de la salud, se pretende curar enfermedades, realizar tratamientos, llevar a cabo seguimientos del paciente e intentar aumentar la calidad de vida.

En esta área se utilizan:

• - Nanopartículas magnéticas para agentes de contraste en resonancia magnética nuclear (MIR)
• - Nanopartículas magnéticas para cuantificar reconocimientos biológicos ( test de embarazo)
• - Nanopartículas magnéticas para suministros locales de fármacos e hipertermia (utilizados contra tumores sólidos sin producir efectos hacia el resto del organismo).
• - Medicina regenerativa (células madre pluripotenciales para reemplazar tejidos destruidos por diabetes o Alzehimer).
• - Ingeniería de tejidos ( los componentes más los biomateriales es igual al constructo celulares)

La nanotecología va a ayudar a dar un diagnóstico más rápido y fiable ayudándose de biosensores para analizar sangre, virus, saliva y orina, o para detectar tumores.

Incluso sería una solución para algunos tipos de cáncer en los cuales se pudieran utilizar nanopartículas magnéticas e hipertermia, mezclándolo con quimioterapia o radioterapia.

En ningún momento la nanotecnología en sí misma es peligrosa para el ser humano, aunque puede dar lugar a subproductos o procedimientos que pueden producir efectos negativos en el ser humano o en el medioambiente. Además depende de quién lo manipule, será negativa o no.

La nanotecnología y la ciencia también están muy relacionadas en la industria alimentaria, en la que se están introduciendo nanopartículas comestibles para mejorar la calidad de los productos. También está impactando en la medicina donde se piensa en crear nanomáquinas que circularán por el sistema circulatorio o intentarán destruir células malignas.

Por Raquel Berenjeno 

La nanotecnologia suele ser frecuentemente presentada como una tecnología limpia y ampliamente benéfica, pero ya está generando debate en ese sentido. Poco se comenta sobre los riesgos que conlleva, particularmente en los trabajadores de nanoindustrias.

La nanotecnología promete muchos beneficios, desde mejores productos hasta nuevas formas de curar las enfermedades. Pero junto con esos beneficios vienen los riesgos, mayormente desconocidos.

En un continuo esfuerzo por averiguar si las partículas suspendidas en el aire más diminutas suponen un riesgo para la salud, los científicos del centro Médico de la Universidad de Rochester demostraron que cuando las ratas inspiran materiales a nanoescala, éstos se dirigen de forma rápida y eficaz desde la cavidad nasal hacia varias regiones del cerebro (estudio publicado en el ejemplar de agosto de Environmental Health Perspectives).

Los investigadores observaron también cambios en la expresión genética que podrían indicar inflamación y una reacción de estrés celular, pero todavía desconocen si una acumulación de partículas ultrafinas origina lesiones cerebrales, afirma el autor principal Alison Elder, Doctor y Prof. Asistente de Investigación de Medicina Medioambiental.

En el estudio se probaron partículas ultrafinas de óxido de manganeso en una concentración inhalada habitualmente por los soldadores de las fábricas. Las partículas de óxido de manganeso eran del mismo tamaño que las nanopartículas manufacturadas, alrededor de las cuales ha surgido una gran controversia y que están siendo investigadas por ser el ingrediente fundamental de una industria creciente a pesar de la preocupación acerca de su seguridad.

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Por Pablo M. García Corzo

Dentro de la nanorobótica, hay una fuerte corriente que se desarrolla enfocándose a la medicina y encaminándose hacia sueños como los del Viaje Alucinante de Asimov (http://www.avcff.org/noticia/noticia0606/arti2206.htm).

En este ámbito, es fácil entender que no interesa tanto crear robots que se parezcan a nuestros coches (http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/2007/03/13/el-nanocar/) caminando sobre una superficie sino que resulta más interesante desarrollarlos parecidos a nuestros submarinos, nanorobots nadadores que sean capaces de moverse en los medios mayoritariamente fluidos del cuerpo humano y realizar funciones que pueden ir desde liberar medicamentos en lugares muy concretos hasta limpiar arterias (http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn6474 ).

Sin duda dentro de la medicina hay muchas esperanzas puestas en la nanotecnología y mucho presupuesto destinado a fines tan nobles (a la vez que políticamente rentables) como minimizar los efectos colaterales de la quimioterapia llevando el medicamento al punto específico donde se requiere su acción.

En la carrera por construir ese nanorobot nadador que surque los ríos de nuestras venas realizando labores de mantenimiento se ha investigado muchísimo y se han ideado muchas técnicas de locomoción, algunas de ellas verdaderamente originales y diferentes. A tamaños tan diminutos, los efectos de la viscosidad y de los choques con las moléculas del líquido se hacen mucho más importantes que la inercia, de modo que los científicos se propusieron rediseñar el método de natación. Para moverse, un nano-nadador necesita realizar un movimiento no recíproco, esto es, asimétrico. Lo más común en biología (y en las películas) es encontrar seres que naden moviendo uno o más flagelos (magníficos vídeos que muestran cómo funciona el movimiento de natación en microbiología: http://triemerlab.plantbiology.msu.edu//Euglena/Index.htm). En esto se basa el nanobot nadador ideado por Bahareh Behkam y Metin Sitti (http://nanolab.me.cmu.edu/projects/swimming/).

Del mismo modo que Poseidón viajaba por los mares en su carro tirado por caballos de mar, éste nanobot viaja impulsado por una bacteria de 0.5 micras de espesor y 2 de longitud, la Serratia Marcescens (http://en.wikipedia.org/wiki/S.marcescens) que tiene un flagelo de sólo unos 20 nanómetros de diámetro y unas 10 micras de longitud que mueve rapidísimo con una frecuencia de unos 300 ciclos por segundo.

El papel de las riendas en este peculiar carro de caballos las hacen  microesferas de Polyestireno que se adhieren a las bacterias a través de fuerzas electrostáticas, hidrófugas y de Van Der Walls. El control sobre las bacterias se realiza con diferentes compuestos químicos que pueden ser diluidos en el medio, utilizando, por ejemplo, iones de cobre para detenerlas o ácido etilenodiaminotetraacético para reactivarlas.

Informes de las Naciones Unidas y de la Royal Society coinciden con grupos ecologistas en calificar a la nanotecnología de desafío emergente, pero aún su impacto ambiental es en gran medida desconocido.
Por ejemplo, las nanopartículas de dióxido de titanio bloquean la radiación ultravioleta pero son invisibles, lo que las hace idóneas para cremas solares; también se utilizan para ventanas autolabables. Hay nanocristales de hidroxiapatita (el componente principal de la dentina de los dientes) que ya se añaden a dentífricos -presumiblemente refuerzan la dentina, nanotubos de carbono para raquetas de tenis y un largo etc.
Se sabe que las nanopartículas, una vez en el organismo -tras haber sido inhaladas, ingeridas, inyectadas o absorbidas por la piel- pueden atravesar la barrera hematoencefálica, que evita que sustancias potencialmente tóxicas en el torrente sanguíneo entren en el cerebro. Pero ¿hay realmente motivo de preocupación? ¿Se ha detectado ya algún tipo de efectos de la nanotecnología sobre la salud? La nanotoxicología y la nanoecotoxicología se ocupan de averiguarlo.
En España, la Plataforma Española de Nanomedicina (Nanomed)  ha creado un grupo de trabajo sobre toxicidad y regulación coordinado por Joan Albert Vericat. En Nanomed trabajan en nanomedicina, y se han centrado en las nuevas técnicas nano de administración de fármacos, como por ejemplo los dispositivos que una vez en el cuerpo liberan la medicina poco a poco, de forma que ésta se queda más tiempo en el organismo. Se necesitan más estudios clínicos para evaluar los efectos.
Günter Oberdorster, de la Universidad de Rochester  (EE.UU.) asegura que ya se han medido efectos de nanopartículas sobre la salud. Un ejemplo es su estudio, con ratas, sobre el efecto en el sistema nervioso central de nanopartículas de óxido de manganeso inhaladas. Hallaron que las nanopartículas viajaban rápidamente de la nariz a diversas regiones cerebrales, aunque la mayoría de las nanopartículas serán probablemente inocuas, pero hay que estudiar caso por caso. No descarta efectos agudos adversos y consecuencias a largo plazo, y subraya que el que un material sea seguro a dimensiones normales no implica que también lo sea su versión nano.
Un ejemplo positivo para el medio ambiente es el de una empresa del Reino Unido, que incorporó nanopartículas a pinturas para que sean autolavables y capaces de eliminar partículas contaminantes de la atmósfera. Esta ecopintura está diseñada para reducir los niveles de óxidos de nitrógeno, que causan problemas respiratorios y contaminación urbana. New Scientist  explico en 2004 el funcionamiento de la pintura: La base de la pintura es el polisiloxano, que es un polímero basado en el silicio. A éste se incorporan nanopartículas esféricas de dióxido de titanio y carbonato cálcico de 30 nanómetros de anchura. […] La base del polisiloxano es lo suficientemente porosa para que el NOx se esparza por él y se adhiera a las partículas de dióxido de titanio. Las partículas absorben radiación ultravioleta con la luz del sol y aprovechan esta energía para convertir el NOx en ácido nítrico". A continuación este ácido es bien arrastrado por la lluvia, bien neutralizado por las partículas de carbonato cálcico alcalinas.
El papel que puede desempeñar la nanotecnología para solucionar problemas medioambientales se investigará en profundidad en una sesión titulada La nanotecnología: ¿una tecnología ambiental para el futuro?, que tendrá lugar como parte de la Semana Verde de la UE en Bruselas, entre el 12 y el 15 de junio.También en junio, CORDIS , junto a la Presidencia alemana de la UE y respaldado por la Comisión Europea, organizan el EuroNanoForum 2007 que tendrá lugar entre los días 19 y 21 de junio de 2007 en el Palacio de Congresos de Düsseldorf (Alemania).
El principal objetivo de EuroNanoForum 2007 es facilitar la transferencia de la nanotecnología desde la investigación a los procesos de producción, los productos y las aplicaciones industriales, donde sería importante discutir sobre SEGURIDAD AMBIENTAL y a la SALUD.
Para finalizar, NanoSpain  recoge algunas perspectivas tecnológicas e implicaciones sociales de la Nanotecnología en el Informe sobre la situación de la nanociencia y de la nanotecnología en España:
* El aumento en varios órdenes de magnitud de las capacidades actuales de almacenamiento de datos.
* Manufacturar materiales y productos de abajo a arriba (bottom-up).
* Desarrollar materiales 10 veces más resistentes que el acero pero que serán mucho más ligeros.
* Desarrollar computadoras y sistemas de transferencia de datos más rápidos y de una mayor integración.
* Diseñar y desarrollar sistemas destinados a la vehiculización de moléculas activas hacia el órgano diana, tras su administración al organismo humano o animal.
* Crear sistemas de extracción de contaminantes tanto del agua como del aire.
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Otra Bibliografía Consultada:
http://www.madrimasd.org/informacionidi/noticias/noticia.asp?id=29747

http://www.madrimasd.org/informacionidi/noticias/noticia.asp?id=30606

La aplicación de la Nanotecnología en el campo de la Medicina permitirá revolucionar la capacidad de diagnóstico, prevención y tratamiento de diversas enfermedades, entre las que se encuentra el cáncer. En la actualidad se han conseguido desarrollar nanodispositivos capaces de localizar células cancerígenas con extrema precisión, así como proporcionar tratamientos específicos capaces de eliminarlas.

Uno de los resultados más sorprendentes consiste en la aplicación de los nanotubos de carbono en la terapia contra el cáncer. En concreto, los recientes trabajos de investigación dirigidos por el profesor H.Dai en la Universidad de Stanford, consiguen combinar las propiedades ópticas y de transporte de estos nanotubos, con sus aplicaciones médicas. Como describen en su trabajo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, en primer lugar introducen nanotubos en células cancerígenas. Posteriormente irradian estas células con radiación infrarroja (700 / 1100 nm) cuya longitud de onda es ligeramente superior a la visible.

Si bien el tejido biológico apenas se ve afectado por esta radiación, a la que suele ser transparente, los nanotubos de carbono la absorben. De este modo las células cancerígenas con nanotubos en su interior, elevarán su temperatura hasta destruirse. Sin embargo, el mayor problema reside en insertar nanotubos de carbono tan sólo en las células cancerígenas, de modo que las células sanas no se vean afectadas durante el tratamiento.

Mediante el empleo de nanomarcadores moleculares se consigue introducir nanotubos de carbono de modo selectivo tan sólo en aquéllas células que presenten ciertas receptores en su superficie, como es el caso de las células cancerígenas. Por lo tanto esta técnica no invasiva permite destruir células cancerígenas sin afectar al tejido sano. En el futuro la incorporación de ciertos anticuerpos característicos a la superficie de los nanotubos, permitirá atacar de modo selectivo células cancerígenas asociadas a tumores concretos.