LA NANOTECNOLOGÍA EN LA SALUD

La aplicación de la nanotecnología en las ciencias de la salud ha dado lugar a una nueva disciplina llamada nanomedicina, cuyo objetivo principal es el desarrollo de herramientas para diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades cuando están todavía en estados poco avanzados o en el inicio de su desarrollo. Los importantes avances en este campo podrían dar lugar a sistemas de diagnosis y tratamientos terapéuticos de mayor eficacia que los existentes.

La nanomedicina agrupa tres áreas principales: el nanodiagnóstico, la liberación controlada de fármacos (nanoterapia) y la medicina regenerativa. El nanodiagnóstico consiste en el desarrollo de sistemas de análisis y de imagen para detectar una enfermedad o un mal funcionamiento celular

Nanodiagnóstico

El objetivo del nanodiagnóstico es la identificación de enfermedades en sus estadios iniciales en el nivel celular o molecular e, idealmente, al nivel de una sola célula, mediante la utilización de nanodispositivos y sistemas de contraste. Una identificación temprana permitiría una rápida capacidad de respuesta y la inmediata aplicación del tratamiento adecuado, ofreciendo así mayores posibilidades de curación.

Una de las aplicaciones más generalizadas es mediante la técnica de los quantum dots para marcar células dañinas. Su emisión de fluorescencia es tan brillante que es incluso posible detectar una célula que contenga tan sólo una de estas nanopartículas. Los quantum dots comienzan hoy en día a ser comerciales y diversos grupos de investigación han demostrado con éxito su utilidad para la localización de tumores en los primeros estadios, por lo que se puede proceder a su extirpación inmediata

Detectores de CO2 y sistemas de monitorización de función respiratoria

El sistema del sensor de CO2 se basa en una estructura de nanotubos depositada sobre una oblea de muy fi no espesor de sílice. Sobre la superficie de nanotubos se incorporan los sistemas de detección selectivos para los distintos analitos biológicos y químicos.

La interacción analito con la superficie de nanotubos genera un cambio en las propiedades eléctricas del sistema, permitiendo la identificación de analitos

Las aplicaciones más inmediatas serían las propias del sector sanitario. Monitorización de calidad de aire en vías respiratorias de pacientes con patologías respiratorias. La posibilidad de disminuir el tamaño del dispositivo, así como los bajos consumos energéticos, permite disponer de sistemas de monitorización manejables y de uso desde situaciones de urgencia hasta seguimiento de pacientes a distancia.

Terapia mediante nanopartículas

as nanopartículas pueden utilizarse también como agentes terapéuticos. Una vez que las nanopartículas se unen a tejidos dañados o a células cancerosas, se puede inducir su calentamiento mediante aplicación de un campo magnético de baja intensidad (para nanopartículas magnéticas) o por irradiación con luz infrarroja (para nanopartículas metálicas). A pesar de que los mecanismos son diferentes, en ambos casos el calentamiento provoca la destrucción de las células tumorales por hipertermia, sin afectar a las células o tejidos sanos que las rodean.

La utilización de esta tecnología para el tratamiento del cáncer evitaría los graves problemas de efectos secundarios de los actuales, la terapia podría aplicarse a diferentes tipos de tumores sólidos. La aprobación de este nuevo método terapéutico abre las puertas a los métodos terapéuticos basados en la nanotecnología.

Liberación controlada de fármacos

consiste en utilizar nanoestructuras que transporten el fármaco hasta la zona dañada y, solamente cuando han reconocido esa zona, lo liberen como respuesta a un cierto estímulo. Para ello es necesaria la previa encapsulación o desactivación de los fármacos para que no actúen durante su tránsito por el cuerpo hasta llegar al lugar afectado, de forma que mantengan intactas sus propiedades físico-químicas y que se minimicen posibles efectos secundarios en otras zonas del cuerpo. Una vez que el fármaco ha llegado a su destino, debe liberarse a una velocidad apropiada para que sea efectivo, lo cual se puede hacer mediante una variación de ciertas condiciones (pH o temperatura, p. ej.) en la zona dañada, o mediante un control preciso de la velocidad de degradación del material encapsulante, permitiendo que la liberación del fármaco sea controlada

Las nanopartículas que se utilizan para este propósito son sintetizadas a partir de materiales orgánicos (lípidos, polímeros, liposomas...), pero ya se están desarrollando nano-transportadores inorgánicos (partículas magnéticas, puntos cuánticos de semiconductor, oro coloidal y nanopartículas de fosfato cálcico). Por ejemplo, la tecnología Nanocure de la empresa Avidimer Therapeuthics está basada en nanopartículas inorgánicas que transportan un fármaco anticáncer a través de la barrera sangre-cerebro. Novartis Pharma está investigando el uso de dendrímeros para prevenir la respuesta autoinmune durante el transplante de órganos.

Nanobiosensores

Dentro del nanodiagnóstico, los principales dispositivos de análisis que se están desarrollando son los nanobiosensores, dispositivos capaces de detectar en tiempo real, sin necesidad de marcadores fluorescentes o radioactivos y con una alta sensibilidad y selectividad, todo tipo de sustancias químicas y biológicas. Un biosensor es un dispositivo integrado por un receptor biológico (enzimas, ADN, anticuerpos, etc.) preparado para detectar específicamente una sustancia y un transductor o sensor, capaz de medir la reacción de reconocimiento biomolecular y traducirla en una señal cuantificable

Implantes de rodilla y cadera

Los óxidos cerámicos se han utilizado ampliamente dentro del campo ortopédico, sin embargo su uso se ha visto tradicionalmente limitado por las defi - cientes propiedades mecánicas que presentaban. Las prótesis de rodilla y de cadera que se están investigando en la actualidad se basan en compuestos cerámicos de alúmina-circona con microestructuras de tipo micro-nano es decir, una matriz de alúmina en el rango micrométrico y nanopartículas de circona, o de tipo nano-nano. Estos nuevos materiales poseen valores de resistencia a la fractura nunca antes alcanzados por ningún óxido cerámico, mejoran la osteointegración de las prótesis, ya que la estructura cristalina de los huesos está formada por cristales nanométricos (longitud media de 50nm y anchura de 25nm) y favorecen la adhesión de las células óseas. Todas estas cualidades hacen que la vida útil de estas prótesis pueda llegar a superar la esperanza de vida del paciente.