Nanomedicina
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Sumario
Concepto
La nanomedicina, aplicación de la nanotecnología en las ciencias de la salud, es la rama de la nanotecnología que se perfila como la de mayor proyección en un futuro próximo debido a sus importantes aplicaciones, especialmente diagnósticas y terapéuticas. La detección temprana de enfermedades, su tratamiento precoz personalizado y un preciso seguimiento posterior de su evolución serán posibles en los próximos años gracias a la aplicación de las herramientas nanotecnológicas que se están desarrollando actualmente.
Orígenes
Es una ciencia muy joven, su desarrollo como disciplina comenzó a finales de la década de los 90 del pasado siglo. Por definición es transdisciplinaria, se aplica en la industria, agricultura, biología, física, química, farmacia, ecología, informática, entre otras a pesar de que solo se viene trabajando en ella hace poco más de 10 años, promete revolucionar el mundo que conocemos.
Líneas principales de la nanomedicina
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. Los nanosistemas de diagnóstico se pueden utilizar in vitro o in vivo. El diagnóstico in vivo normalmente requiere que los dispositivos puedan penetrar en el cuerpo humano para identificar y (idealmente) cuantificar la presencia de un determinado patógeno o de células cancerígenas. Esto conlleva una serie de problemas asociados con la biocompatibilidad del material del dispositivo, pero además requiere de un sofisticado diseño para asegurar su eficacia y minimizar los posibles efectos secundarios. Por su parte, el diagnóstico in vitro ofrece una mayor flexibilidad de diseño, ya que se puede aplicar a muestras muy reducidas de fluidos corporales o de tejidos, a partir de los cuales se puede llevar a cabo una detección específica de patógenos o defectos genéticos, en tiempos muy cortos, con gran precisión y sensibilidad. Debido a estas diferencias fundamentales, se prevé que la detección in vitro usando nanodispositivos llegue al mercado de una forma mucho más rápida y se pueda consolidar más fácilmente que los métodos in vivo.
Nanosistemas de imagen
Estos sistemas se basan en el uso de nano-partículas, generalmente, semiconductores, metálicos o magnéticos, como agentes de contraste para marcaje in vivo. Estos nuevos sistemas permiten aumentar la sensibilidad y dan mayor contraste en las técnicas de imagen. Uno de los primeros sistemas de nanopartículas que se han propuesto para marcaje celular e identificación de zonas dañadas o tumores son las nanopartículas de semiconductores, también conocidas como puntos cuánticos.
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 demarcadores 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 entre las que podemos encontrar 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.
Biosensores nanofotónicos
Los biosensores nanofotónicos han demostrado un nivel de sensibilidad extremo para la detección directa de proteínas y ADN. En estos sensores también llamados de onda evanescente se hace uso de la forma particular en que se transmite la luz en el interior de los circuitos ópticos; esta transmisión tiene lugar a lo largo de la guía óptica mediante múltiples reflexiones internas.
Biosensores nanoplasmónicos
El biosensor de Resonancia de Plasmón Superficial (SPR) está basado en la variación de reflectividad de una capa metálica en contacto con un medio bilógico.
Biosensores nanomecánicos
Otro tipo de nanobiosensor con grandes perspectivas en nanodiagnóstico son los biosensores nanomecánicos, que emplean como sistema de transducción la deflexión nanométrica de una micropalanca o el desplazamiento de su frecuencia de resonancia al interaccionar.
Liberación controlada de fármacos
La nanomedicina se ha propuesto como una posible solución para el desarrollo de nuevos sistemas de liberación controlada de [[fármacos]. La idea 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.
