Nanomedicina: nanopartículas en medicina

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¿Qué es la nanomedicina? Nanos significa enano en griego. Entonces, ¿medicina enana? Lo que se quiere decir es una técnica que trata las estructuras más pequeñas del cuerpo y utiliza los materiales más pequeños para tratar enfermedades.

Definición

Se trata de estructuras que son 10,000 veces más pequeñas que el promedio de un cabello humano, un nanómetro es una millonésima parte de un milímetro. Hoy en día ya existen varios nanoproductos producidos artificialmente; por ejemplo, hay nanopartículas de dióxido de titanio en el protector solar, nanopartículas de plata en la ropa y en los envases de alimentos.

La Comisión de la UE define: "El nanomaterial es un material natural, generado por el proceso o fabricado que contiene partículas en un estado no unido, como agregado o como aglomerado y en el que al menos el 50 por ciento de las partículas tienen una o más dimensiones externas en la distribución del tamaño del número en el rango de 1 Tener nanómetros a 100 nanómetros. (...) Desviando (...), los fullerenos, las escamas de grafeno y los nanotubos de carbono de pared simple con una o más dimensiones externas inferiores a 1 nanómetro deben considerarse como nanomateriales ".

Primero, la nanotecnología debería producir cosas cada vez más pequeñas y, por lo tanto, más precisas. En segundo lugar, proporciona acceso a átomos y moléculas y, por lo tanto, puede crear nuevos materiales y sistemas de materiales completos.

Hay nanopartículas naturales como partículas de hollín, proteínas en la sangre o partículas de grasa en la leche. Los investigadores crean nanopartículas sintéticas a propósito o como un efecto secundario, por ejemplo, cuando se quema diesel.

¿Qué tiene de especial nano?

Las nanoestructuras desarrollan funciones especiales a nivel de átomos y moléculas, tanto en materia animada como inanimada. Las últimas décadas han sido moldeadas por la investigación al respecto: lo primero fue capturar nanosistemas.

Hoy, los científicos aplican este conocimiento en los sistemas vivos: esta es la base de la medicina Naon. Al igual que cualquier técnica nueva que interfiera con el cuerpo, también implica riesgos: por ejemplo, se supone que las nanocápsulas usan medicamentos en el cuerpo exactamente donde están las enfermedades, y esto promete grandes avances en la medicina contra el cáncer, por ejemplo. Sin embargo, estas nanopartículas podrían penetrar las paredes celulares, acumularse en el cuerpo o encender el tracto respiratorio.

Nanomateriales comunes

Nanosilver: la plata mata los gérmenes, y la ciencia usa esto en nanopartículas, por ejemplo, como una capa superficial en las manijas de las puertas, en apósitos para heridas o en textiles: el nanosilver ayuda contra el olor a sudor.

Las partículas de hollín se pueden producir artificialmente para servir como pigmento negro en colores, pero también como aditivo antiestático en plásticos.

Los nanotubos de carbono están construidos a partir de carbono, son muy estables y, por lo tanto, seguros de plásticos. Hoy puedes encontrarlos en bicicletas de primera clase.

El dióxido de titanio refina las superficies para repeler la suciedad. Promueve la descomposición de materiales orgánicos por la luz solar y mantiene limpio el color de las fachadas de los edificios, por ejemplo.

Las nanopartículas en óxido de zinc absorben la radiación UV del sol y, por lo tanto, se encuentran en el protector solar. La industria también lo usa en pantallas de cristal líquido o LED. Los recubrimientos de óxido de zinc también promueven el efecto de las células solares.

Nanomedicina

El visionario estadounidense Robert Freitas ve la nanomedicina como una edad de oro: se supone que los nanorobots en el futuro cercano repararán el daño genético, los glóbulos rojos producidos artificialmente previenen los ataques cardíacos: las nanomáquinas luego matan los virus, reparan las células o cargan la sangre con oxígeno.

La medicina promete mucho de la nanotecnología. Más de 100 medicamentos ya contienen nanopartículas, así como métodos y dispositivos de diagnóstico que funcionan con nanopartículas. Las drogas tienen menos que ver con los nuevos ingredientes activos que con la nueva efectividad: se supone que las nanocápsulas que solo liberan las sustancias en el medio ambiente de ciertas moléculas transportan los ingredientes activos directamente a su destino.

Muchos médicos esperan un hito en la medicina para la terapia de enfermedades neurológicas relacionadas con la sangre y el cerebro. Porque las nanopartículas pueden atravesar esta "barrera hematoencefálica". Esto abre nuevas perspectivas, por ejemplo para el Alzheimer y el Parkinson, y posiblemente también para la esclerosis múltiple.

Los dispositivos, pisos, paredes y muebles en clínicas con nanos podrían promover la esterilidad. Las bacterias resistentes probablemente se pueden controlar mejor de esta manera. Los apósitos para heridas ya contienen nano-plata, por ejemplo en caso de lesiones por incendio.

La nanotecnología también debería mejorar el diagnóstico: las nanopartículas se preparan para que se adhieran a los órganos o las células. Por ejemplo, el tejido tumoral se puede identificar con partículas de óxido de nano-hierro.

Esto conduce a probables nanoterapias en el futuro cercano: en medicina contra el cáncer, la nanotecnología pronto se utilizará para detectar y combatir tumores. Hoy, los médicos ya están experimentando con el tratamiento del cáncer en el cual las partículas magnéticas de óxido de nano-hierro calientan electromagnéticamente el tumor y, por lo tanto, destruyen las células cancerosas.

Por ejemplo, las nanocápsulas pueden contener células pancreáticas, liberar insulina en la sangre y tratar la diabetes.

Ya hay una pasta de dientes, Theramed S.O.S. Sensible a base de nanopartículas. Ella acumula una capa de material dental artificial con nanopartículas; entonces los dientes deberían sentir menos dolor.

La hidroxiapatita es similar a los minerales en los huesos y los implantes dentales crecen a la mitad, el nanomaterial acorta el proceso hasta dos semanas, en contraste con los 2-4 meses convencionales.

El dióxido de titanio o silicio nanoporoso se caracteriza por estructuras de agujeros. Estos estimulan el crecimiento óseo en los implantes, detienen la inflamación al liberar sustancias activas como una esponja.

Indudablemente, la nanotecnología también será particularmente importante para otras implantaciones, porque las superficies hechas de nanopartículas pueden usarse para unir mejor los órganos biológicos y los dispositivos artificiales que con los métodos convencionales. Ya sean marcapasos o endoprótesis, como articulaciones artificiales de rodilla, cadera u hombro: es probable que las nanocapas reduzcan la defensa del cuerpo contra cuerpos extraños.

La hidroxiapatita ya puede inyectarse como una pasta para construir huesos. Tal nanomaterial es bien tolerado porque se asemeja a los componentes minerales en el hueso. El siguiente paso es ser hidroxiapatitas, que se combinan con nanotubos de carbono en una matriz compuesta y sirven como cemento óseo.

Las víctimas de accidentes pronto pueden beneficiarse del reemplazo del tejido en forma de compuestos de colágeno de vidrio en formato nano que soportan la piel y los huesos artificiales. Además, se dice que los implantes con nanotecnología son más estables que los convencionales.

Ya en 1998, la compañía Abraxis BioScience LLC en los Estados Unidos llevó a cabo pruebas clínicas con nanomedicina contra el cáncer. El agente Abaxane fue finalmente aprobado. Se compone de paclitaxel insoluble y albúmina, esta albúmina se une a la proteína SPARC, que se ve afectada por el cáncer de páncreas, a diferencia de otras drogas.

Tekmira Pharmaceuticals de Canadá desarrolló nanos para liopsomas, que se cree que actúan contra la hipercolesterolemia en el hígado. Sin embargo, uno de los pacientes de prueba mostró síntomas similares a los de la gripe, y luego se detuvo el experimento.

El francés Bioalliance Pharma utilizó nanopartículas contra el cáncer de hígado con el medicamento dexorrubicina. Sin embargo, tres sujetos murieron por problemas pulmonares.

La nanoterapia de los tumores cerebrales (hipertermia) está aprobada en la UE. Las partículas de óxido de hierro se inyectan en el cerebro y se excitan allí con ondas magnéticas. Calientan el tumor y así lo matan. Las imágenes de partículas magnéticas (MPI) también se pueden usar para filmar el corazón y los vasos sanguíneos.

Michael Bamberg, de la Sociedad Alemana del Cáncer, dijo: “La hipertermia se convertirá en el cuarto pilar de la terapia contra el cáncer, además de la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia. Su idea se basa en éxitos de curación probados para el cáncer de mama, cáncer de piel, tumores, cáncer intestinal y uterino.

Se planean pruebas rápidas con nanosensores para detectar cáncer, pruebas de nanohormonas, nanobots para reparar células y nanopartículas para curar lesiones de la médula espinal de personas paralizadas. Algunos investigadores creen que pueden dar a los parapléjicos una vida normal. Pero sigue siendo una investigación básica.

Imagen de partículas magnéticas

En 2005, los investigadores de Philips Healthcare lanzaron una nueva técnica de imagen, Magnetic Particle Imaging. Presentaron películas tridimensionales de corazones, vasos y tumores, y ningún otro método podría hacer eso.

Esta técnica permitiría detectar problemas cardíacos mucho más rápido que antes. El médico solo tendría que filmar el corazón y sus alrededores desde el exterior y podría identificar de inmediato el daño a la pared del corazón o la debilidad muscular cardíaca. Todo lo que tiene que hacer es inyectar nanopartículas magnéticas en el paciente. Un diagnóstico cardíaco convencional, por otro lado, a veces lleva meses.

Órganos artificiales

La nanotecnología te hace pensar en lo que era ciencia ficción hasta hace poco, es decir, para crear artificialmente órganos e incluso organismos. Los investigadores interdisciplinarios quieren combinar la nanotecnología con la biotecnología, la información y la ciencia cognitiva y así crear inteligencia artificial o aumentar las capacidades humanas más allá de los límites naturales.

Esta no es una idea fija, pero ya es una realidad. Así es como la piel y el cartílago ahora se pueden producir artificialmente. Con órganos más grandes, la nanociencia hasta ahora no ha podido suministrar oxígeno y células nutritivas. Todavía no funciona, por lo que las células mueren.

Sin embargo, el Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, EE. UU., Está desarrollando un método para resolver precisamente este problema. Una computadora diseña un patrón de red celular y lo graba en una superficie de silicio. Este patrón se transfiere luego al material biológico, se colocan dos capas una encima de la otra y se sellan. Las células pueden adherirse a esta estructura. Las propias células se cultivan en placas de Petri. Las células hepáticas y renales permanecieron intactas durante dos semanas.

Los investigadores plantaron un "nano-hígado" con una capa de células en ratas. Un hígado necesita alrededor de 30-50 de esas capas para funcionar. El tejido nano sobrevivió durante una semana.

Nanotecnología y ciencia ficción

Greg Bear estableció la nanotecnología en la ciencia ficción como tema central en 1985 con "Blood Music". Un investigador cultiva moléculas y les enseña alguna forma de inteligencia. Él mismo inyecta una de estas culturas.

Los nanobots ahora se multiplican y actúan independientemente en el cuerpo: su agudeza visual aumenta, ya no sufre resfriados. Los nanos evolucionan constantemente y crean un ambiente ideal: de sirvientes a gobernantes sobre sus cuerpos anfitriones. Reprograman y controlan al investigador.

Esto tiene ventajas para su inventor: la supervivencia de los nanos depende de la salud del cuerpo del huésped, por lo que mejoran constantemente sus habilidades.

Pero no cambian al huésped, ya que sería lo mejor para él, sino más bien cómo los nanoorganismos tienen las condiciones de vida ideales. Ahora el progreso científico se está convirtiendo en un horror.

En "El señor de todas las cosas", Andreas Eschbach inventó nanorobots autosuficientes que matan las células cancerosas. "Nanocélulas del tamaño de un virus que reconocen las células cancerosas por sus firmas". Para fines de control, están conectados al médico por radio para que no puedan realizar acciones incorrectas; La conexión inalámbrica va directamente al cerebro del médico, que es atravesado por cables nano gruesos para guiar las células curativas. Funcionan de la siguiente manera: las máquinas no simplemente disuelven las células cancerosas; eso sería demasiado peligroso porque inundaría su cuerpo con más desechos de los que puede drenar. En cambio, penetran en la célula y desencadenan la apoptosis, el mecanismo de autodestrucción controlada de la célula. La mayoría de los restos son comidos por tus leucocitos. Todo lo que queda es transportado por los propios submarinos, depositados en su vejiga o intestino ".

La nanotecnología desempeña un papel en muchas novelas: como trama central, como evento paralelo o como telón de fondo.

Bruce Sterling, un inventor de la literatura cyperpunk, se ha centrado en la nanotecnología en su visión del futuro desde finales de la década de 1990. Se ve a sí mismo como un futurista y dijo que con el avance de Internet había sucedido mucho sobre lo que había escrito en la ficción, por eso ahora estaba lidiando con una tecnología que recién estaba comenzando.

En 2002, Michael Crichton, el autor de Jurassic Park, publicó "Prey". Los investigadores en Nevada están desarrollando nanocámaras para el ejército. Pero se vuelven autónomos y matan todo lo que encuentran. Multiplican y manipulan los pensamientos y las habilidades motoras de sus inventores. Los nanos se convierten en un súper organismo que copia la forma de las personas.

Los nanos se comportan como humanos, destruyen el planeta para obtener materias primas para su multiplicación. La ciencia ficción, que piensa más sobre lo que sería técnicamente posible y crea un escenario ficticiamente realista, no era "Presa", sino una historia pasada de moda sobre "los fantasmas que llamé" del hombre faustiano que ya no tiene sus monstruos técnicos bajo control.

Por el contrario, Angelika Fehrenbach escribió "The Lotus Effect", un thriller que se mantiene cerca de la realidad. Un científico del Hospital Universitario de Marburg se da cuenta de que una nanotecnología recientemente investigada es arriesgada cuando las ratas de laboratorio mueren en hileras. Ella se da cuenta de que los responsables están ocultando algo, investiga un poco y pronto lucha por su vida.

Jeff Carlsson publicó "Plague Year" en 2007, el trabajo apareció en alemán un año después como "Nano". Las nanopartículas proporcionan el trasfondo para una publicación clásica de finalización. La trama es tradicional: la inteligencia artificial se convierte en autónomo y mata a sus inventores.

Estas criaturas de Frankenstein son nano robots aquí. Se multiplican y matan a todos los animales de sangre caliente. La gente huye a las altas montañas porque los nanos no trabajan allí. Mientras tanto, los sobrevivientes en el invierno alpino luchan contra el frío y el hambre. Están tratando de unirse a un grupo en otra cumbre que tiene más comida y alojamiento.

Carlson está bien versado en nanotecnología; sin embargo, esto solo proporciona el marco para la pregunta: ¿Cómo se comportan las personas en situaciones extremas?

Los nanobots autoactivos son una idea favorita de la ciencia ficción. Estos deambulan por el cuerpo y eliminan cada veneno, cada tenia, reparan malformaciones de las células, curan lesiones internas, regeneran las células y, por lo tanto, detienen el envejecimiento, y eso todos los días durante 24 horas.

Si hubiera tales nanomáquinas, incluso podríamos vivir de forma poco saludable porque eliminarían de inmediato cualquier daño.

Riesgos de nanomedicina

Los estudios estadounidenses de 2002 mostraron ahorros potenciales en el cáncer de ovario de los nanomateriales, principalmente porque los tratados tenían menos efectos secundarios de las nanopartículas. Sin embargo, los efectos secundarios indeseables fueron un problema masivo, con 100,000 personas muriendo de él en un año en los Estados Unidos.

Poco se ha investigado sobre los riesgos de la nanotecnología, y se desconoce qué compañías usan qué nano-sustancias. Es probable que un problema involucre nanopartículas que se liberan al medio ambiente; son más pequeños que el polvo fino y permanecen en el aire durante mucho tiempo.

Por lo tanto, los expertos solicitan un registro central de registro, en el que se informan las nano sustancias, y las investigaciones de cada sustancia individual.

Las nanopartículas en los sistemas de filtro probablemente no representan ningún riesgo para la salud en la operación porque están selladas herméticamente en plásticos. Sin embargo, la eliminación se volverá problemática en el futuro, ya que existe el riesgo de un esfuerzo similar al del asbesto.

Deben evitarse todos los productos con los que se liberan nanopartículas al medio ambiente. Por ejemplo, las partículas de nano-plata en ciertos calcetines se disuelven la primera vez que se lavan, entran al agua residual allí y presumiblemente dañan las bacterias en las plantas de tratamiento de aguas residuales.

Hasta ahora, nadie sabe realmente cómo deben clasificarse los riesgos del nanomaterial: ¿se trata del tamaño o son importantes las propiedades de las sustancias? ¿Se trata de la cantidad de sustancias en el medio ambiente como otros valores umbral, o el número y la estructura de las partículas también son determinantes para el peligro?

La mayoría de los europeos apenas conocen la nanotecnología, y cada tercera persona en Alemania no sabe qué es. Aquellos a quienes la nanotecnología les dice algo son generalmente positivos al respecto.

Está claro que las personas que están familiarizadas con el término nanotecnología generalmente han adquirido su propio conocimiento al respecto y es por eso que rara vez lo devaluan o lo apoyan sin críticas.

Las asociaciones de protección al consumidor están pidiendo que se eliminen las nanopartículas de los cosméticos y los alimentos hasta que puedan clasificarse como inofensivas. En Naturland, por ejemplo, las nanopartículas están prohibidas.

En Alemania, los nanomateriales pueden considerarse sustancias activas y auxiliares, según cómo se usen. La Ley Alemana de Medicamentos especifica el aspecto de las comprobaciones de seguridad, es decir, tanto los procedimientos de asesoramiento como las pruebas clínicas antes de la aprobación, el procedimiento de aprobación en sí mismo y el seguimiento y la notificación después de la aprobación.

Los comités de ética deben aprobar las pruebas clínicas. El Instituto Federal Alemán de Drogas y Dispositivos Médicos supervisa la aprobación.

El cruce de la barrera hematoencefálica es particularmente controvertido. Aunque permite mejorar el rendimiento cerebral de los pacientes con Alzheimer, también se puede utilizar para mejorar el rendimiento en personas que no son inducidas terapéuticamente, con efectos secundarios imprevisibles.

La UE prohíbe la investigación sobre métodos para desarrollar materiales para mejorar a las personas sanas. Los comités de ética prestan especial atención al uso militar: los medicamentos de nanotecnología deberían aumentar la concentración entre los soldados o permitirles trabajar continuamente sin dormir. Por último, pero no menos importante, la nanotecnología abre innumerables oportunidades para desarrollar agentes de guerra biológicos sintéticos.

Sin embargo, los comités de ética logran poco porque los proyectos que utilizan la nanotecnología en este sentido tienen lugar en secreto.

Si bien la investigación médica real ahora está promoviendo masivamente el reemplazo funcional de partes dañadas del cuerpo con nanomedicina, los especialistas en ética están discutiendo el problema de los órganos y las prótesis que se dice que superan el original humano.

Esta discusión no es sencilla: las mejoras en el cuerpo que son médicamente necesarias, aceptables o inaceptables se definen de manera muy diferente en las sociedades.

El debate sobre qué es médicamente y técnicamente posible con la nanomedicina y qué es éticamente justificable se está llevando a cabo actualmente por separado en Alemania. (Dr. Utz Anhalt)

Hinchar:

http://www.ingenieur.de/Fachgebiete/Mikro-Nanotechnik

http://www.nano.fraunhofer.de/de/nanotech.html

http://library.fes.de/pdf-files/stabsabteilung/05709.pdf

http://www.umweltbundesamt.de/themen/chemischen/nanotechnik

Autor y fuente de información


Vídeo: Nanopartículas Para Diagnosticar Enfermedades ft. @SizeMatters


Comentarios:

  1. Flynt

    Entre nosotros, debe intentar buscar en Google.com

  2. Migor

    Entonces sucede. Examinaremos esta pregunta.

  3. Waleis

    buena historia, todo está dispuesto en los estantes



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