Transcript nanotecnologia

Nanotecnología y sus
aplicaciones en la
medicina
Concepto:
• Es un campo de las ciencias aplicadas que
controla y manipula la materia a una escala
menor a un micrómetro, a nivel de átomos y
moléculas.
• Es el estudio, creación, síntesis y aplicación de
aparatos y sistemas funcionales a través de la
materia a nano escala.
• Nanómetro: 1 nm = 1x10-9 m
Escala de dimensiones, comparación de las estructuras naturales y
manufacturadas.
• La nanotecnología y el conocimiento de los
procesos biológicos, químicos y físicos a nivel
molecular, se convertirán en una de las
revoluciones científicas más importantes para la
humanidad, la cual debe ser incorporada en la
sociedad.
• El objetivo es resolver los problemas más
urgentes, como el acceso a recursos energéticos,
agua, alimentos y últimos estudios se enfocan en
ofrecer mejor medicina.
Historia:
• Richard Feynmann es considerado el padre de la
nanociencia, propuso fabricar productos en base
a un reordenamiento de átomos y moléculas.
"A mi modo de ver, los principios de la Física no
se pronuncian en contra de la posibilidad de
maniobrar las cosas átomo por átomo".
Richard Feynmann, 1959.
Generalidades:
• Nanociencia: aportaciones a la “nanotecnología
molecular”. La construcción de nanomáquinas
hechas de átomos y que son capaces de construir
ellas mismas otros componentes moleculares.
• Nanotubos de carbono: están constituidos por redes
hexagonales de carbono curvadas y cerradas. Son ligeros,
tiene alta resistencia a la tracción y enorme elasticidad.
Pueden utilizarse para: producir cerámicas, metalurgia,
láminas delgadas, electrónica, materiales magnéticos,
dispositivos ópticos, catalizadores, almacenamiento de
energía y biomedicina.
• Nanopartículas: “es una partícula microscópica
con por lo menos una dimensión menor que 100
nm. Actualmente las nanopartículas son un área
de intensa investigación científica, debido a una
amplia variedad de aplicaciones potenciales en
los campos de biomédicos, ópticos, y
electrónicos.”
www.wikipedia.com
Organizaciones:
• National Nanotechnology Initiative (NNI)
establecida en Estados Unidos en el 2001 para la
investigacion y desarrollo de la nanotecnología.
• Institute of Nanotechnology, instituto en
Inglaterra.
• Bussan Nanotech Research Institute (XNRI),
centro de investigación y desarrollo de
nanotecnología en Japón.
Aplicaciones:
• Materiales más ligeros y más fuertes para la defensa, las industrias
aeronáutica y automóvil, deportes como el ciclismo.
• Tecnologías visuales que permiten mejores pantallas, más ligeras, finas
y flexibles.
• Técnicas de diagnóstica en laboratorio en un microchip.
• Cremas de protección solar con nanopartículas que absorben los rayos
UV.
• Gafas y lentes con capas totalmente resistentes e imposibles de rayar.
• Y aparatos tan diversos y comunes como impresoras, tocadores de CDs,
airbags etc., versiones más modernas que contienen componentes
logrados a través de la nanotecnología.
Aplicaciones futuras
• Almacenamiento, producción y conversión de
energía
• Producción agrícola
• Tratamiento del agua
• Procesamiento de alimentos
• Mejorar la contaminación atmosférica
• Construcción
• Detección y control de plagas
• Informática
Nanotecnología en la medicina
• Los avances de la nanotecnología en biomedicina
han sido lentos pero han demostrado eficacia.
• Mercado: La Fundación Nacional de la Ciencia
estadunidense (NSF) predice que para el año 2015
la nanotecnología será responsable de la mitad de
los productos de línea en la industria farmacéutica.
• Impacto: La medicina nanológica puede borrar
las distinciones entre "terapia" y "refinamiento,
realce, mejoramiento" y podrían cambiar, la
definición de lo que significa estar sanos o ser
humanos
• El cotejo de la realidad: Permanecen abiertas
algunas cuestiones cruciales acerca de los impactos
ambientales y de salud de los materiales
manoscopios que se utilizan para desarrollar
medicamentos nanológicos.
• Políticas: A los gobiernos del mundo les urge una
amplia evaluación participativa de los riesgos
sociales y científicos, éticos, culturales,
socioeconómicos y ambientales de la medicina
nanológica.
Cáncer:
• La nanotecnología cambiará radicalmente la
capacidad de la medicina para diagnosticar,
comprender y tratar el cáncer.
• Se han creado nano-aparatos capaces de:
- Detectar un cáncer en la fase muy
preliminar: Gracias a las últimas investigaciones
desarrolladas por el experto en biología celular y
cáncer George Wright, se creará un nuevo método
que identificará un tumor con la claridad y
exactitud de una huella dactilar.
- Localizarlo con extrema precisión: Se
una molécula capaz de identificar las células
tumorales y de unirse a ellas y otra que se activa
antes de ser inyectada y fluorece al ser observada
con luz infrarroja.
- Proporcionar tratamientos específicamente
dirigidos a las células malignas: En el
tratamiento del cáncer, estos nano-sistemas facilitan
el acceso a las células tumorales y reducen la
acumulación del fármaco en las células sanas y, por
tanto, reducen los efectos tóxicos de los
antitumorales.
- Medir la eficacia de dichos tratamientos en
la eliminación de las células malignas.
• El Instituto Nacional del Cáncer de Estados
Unidos (NCI) ha puesto en marcha la “Alianza
para la nanotecnología en el cáncer”
plan que
incluye el desarrollo y creación de instrumentos
en miniatura para la detección precoz
Prótesis
• Prótesis utilizando nano túbulos
• Las células óseas se adhieren mejor materiales más pequeños
• Se estimula el crecimiento de más tejido óseo, imprescindible
para lograr una correcta adhesión del prótesis implantado.
• La alineación en paralelo de nanotubos de carbón y
filamentos imite a las fibras de colágeno y cristales de
cerámica naturales, hidroxiapatita, en los huesos reales.
• Se utilizaron dos métodos para la alineación en paralelo de
los nanotubos. Uno a través de la aplicación de corrientes
eléctricas a una mezcla de nanotubos y polímero, y el otro
mediante la utilización de uno.
Administración de medicamentos:
• Los nanosistemas de liberación de fármacos
actúan como transportadores de fármacos a
través del organismo:
- Aportan a estos fármacos una mayor
estabilidad frente a la degradación.
- Facilitar su difusión a través de barreras
biológicas.
• En EEUU, el nanotecnológo James Baker ha
desarrollado otra alternativa basada en unas
moléculas artificiales conocidas como
dendrímeros.
• Dendrímeros
Estructuras tridimensionales
que pueden diseñarse a escala nanométrica con
extraordinaria precisión y que cuentan con
varios extremos libres a los que se acoplan otras
moléculas.
• Se ha desarrollado también nanopartículas que
permiten administrar, en forma de simples gotas
nasales, algunas vacunas que hasta ahora debían
inyectarse.
• Estas mismas nanopartículas son utilizadas
como vehículos para administrar insulina por
vía oral, nasal o pulmonar.
• Para combatir la diabetes también se ha creado
un dispositivo que es inyectado en el torrente
sanguíneo y actuar como páncreas artificial,
liberando insulina.
Consiste en encapsular células que producen la
insulina en contenedores con paredes con
nanoporos, que por su tamaño sólo pueden ser
atravesados por moléculas como el oxígeno, la
glucosa o la insulina.
Biochips:
• Nos ayudan a conseguir en poco tiempo abundante
información genética -tanto del individuo como del
agente patógeno-, que permitirá elaborar vacunas, medir
las resistencias de cepas a antibióticos o identificar las
mutaciones que experimentan algunos genes.
Nano-robots:
• Máquinas moleculares de reparación que viajarán a
través del torrente sanguíneo, con capacidad de actuar
sobre el ADN, modificar proteínas o incluso destruir células
completas
Respirocito
Con una sola micra de diámetro, este robo
esférico imita la acción de la hemoglobina natural que se
encuentran en el interior de los hematíes.
Video:
• http://www.youtube.com/watch?v=pDBV55qN
W1U&feature=fvst
Obras Citadas:
• “Nanotecnología”. Extraído el 28 de Diciembre de 2009
desde
http://www.nano.gov/html/about/home_about.html.
• “Nanotecnología en la medicina”. Extraído el 29 de
Noviembre de 2009 desde http://www.reluita.org/nanotecnologia/medicina_nanologica.htm.
• “Nanotecnología en la medicina”. Extraído el 1 de
Diciembre de 2009 desde
http://www.portalciencia.net/nanotecno/nanomedicina.
html.
• “La nanotecnología en la identificación de tumores”.
Extraído el 22 de Diciembre de 2009 desde
http://www.madrimasd.org/informacionidi/noticias/no
ticia.asp?id=38360.