SOBRE LOS ÚLTIMOS AVANCES DE LA NANOMEDICINA

1. Nanotecnología en Medicina
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Universidad Privada San Juan Bautista. 2019
Artículo de revisión
NANOTECNOLOGÍA APLICADA A LA MEDICINA
ARTICA ESPINOZA, JENNIFER LORENA.
Resumen
La nanotecnología aplicada a la medicina, da origen a la
nanomedicina, perfilándose como la rama con mayor proyección
en un futuro no muy lejano. La nanomedicina hace referencia a un
amplio espectro de tecnologías que tienen como uso común el uso
de materiales con un tamaño a nano escala, los cuales actúan
sobre los componentes básicos de las células. Gracias a estas
nuevas tecnologías se podrá desarrollar una detección temprana
de enfermedades para posteriormente, darle un tratamiento y
seguimiento personalizado al paciente. Mostrándose así, una
mejora en la calidad de vida para el hombre moderno.
Abstract
Nanotechnology applied to medicine, gives rise to nanomedicine,
becoming the branch with the greatest projection in the not too
distant future. Nanomedicine refers to a wide spectrum of
technologies that have as common use the use of materials with a
nano-scale size, which act on the basic components of the cells.
Thanks to these new technologies, it will be possible to develop an
early detection of diseases and then give a personalized treatment
and follow-up to the patient. Showing thus, an improvement in the
quality of life for the modern man.
UNIVERSIDAD PRIVADA SAN JUAN BAUTISTA
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD ESCUELA
PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA
KEY WORDS
Nanotechnology
Nanomedicine
Diseases
Treatment
Quality of life
PALABRAS CLAVE
Nanotecnología
Nanomedicina
Enfermedades
Tratamiento
Calidad de vida

2. Nanotecnología en Medicina
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I. INTRODUCCIÓN
La nanotecnología es el estudio, diseño,
creación, síntesis, manipulación y
aplicación de materiales, aparatos y
sistemas funcionales a través del control
de la materia a nano escala, y la
explotación de fenómenos y propiedades
de la materia a nano escala.
Cuando se manipula la materia a la escala
tan minúscula de átomos y moléculas,
demuestra fenómenos y propiedades
totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos
utilizan la nanotecnología para crear
materiales, aparatos y sistemas novedosos
y poco costosos con propiedades únicas.
La nanoescala revela nuevas propiedades
físicas de la materia. (1)
La nanomedicina, aplicación de la
nanotecnología en las ciencias de la salud,
es la rama de la nanotecnología que
abarca desde la detección temprana de
enfermedades, su tratamiento precoz
personalizado y un seguimiento posterior
de su evolución, dando lugar a
diagnósticos y tratamientos terapéuticos
de mayor eficacia. (6)
La nanomedicina opera en la escala en la
escala de las moléculas biológicas y las
estructuras internas de la célula, por lo que
se interna en el origen mismo de los
fenómenos biológicos. Las nanodrogas
pueden mejoras su eficacia optimizando la
solubilidad, biodisponibilidad,
permeabilidad, especificidad y los efectos
de retención de los medicamentos y la
tolerancia del cuerpo, es así que el
funcionamiento de nanofarmacos tiene
como principal mecanismo el bloqueo de
señales que permitan que las células
malignas se desarrollen y multipliquen
descontroladamente produciendo
apoptosis. (1)
Las nanodrogas presentan una alta
especificidad hacia órganos, células
cancerígenas o agentes infecciosos
aumentando si eficacia, disminuyendo
efectos secundarios y reduciendo su
toxicidad. (7)
Considerada como la revolución tecnológica
mas importante, la nanotecnología hace
avances cada vez mas sorprendentes. (3)
II. HISTORIA
Fue alrededor del año 450 a.C., cuando
surgió la filosofía de la escuela atomista,
este era un concepto donde se mencionaba
que los átomos eran un bloque básico e
indivisible, que componen la materia y el
universo. Luego Democrito y Leucipo
propusieron la primera teoría atómica
llamada “Discontinuidad de la materia”. (3)
El ganador del premio Nobel de Física
(1965), Richard Feynman fue el primero en
hacer referencia a las posibilidades de la
nanociencia y la nanotecnología en el
célebre discurso que dio en el Caltech
(Instituto Tecnológico de California) el 29 de
diciembre de 1959 titulado “Abajo hay
espacio de sobra” (There's Planta of Room
at the Bottom).

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Feynman hablaba de la posibilidad de
crear materiales desde una perspectiva,
basada en la manipulación y el control de
los objetos tan pequeños como los
propios átomos y dijo: “No me gusta
considerar la pregunta final de si en el
futuro, podremos colocar átomos como
queramos, ¿Cuáles serían las
propiedades de los materiales si
pudiéramos colocarlos de alguna forma *
III. NANOTECNOLOGÍA
Según la NATIONAL INSTITUTES OF
HEALTH (NIH) se define nanotecnologia
“la creación de materiales funcionales,
dispositivos y sistemas mediante el
control de la materia en una escala de
100nm y la explotación de las nuevas
propiedades y fenómenos en dicha
escala”.
La nanotecnología se define como el
«desarrollo de ciencia y tecnología a
niveles atómicos y moleculares, en la
escala de aproximadamente 1-100 nm,
para obtener una comprensión
fundamental de fenómenos y materiales
en dicha escala nanométrica y para crear
y usar estructuras, dispositivos y
sistemas que tengan nuevas propiedades
y funciones debido a su tamaño». (5)
IV.ETIMOLOGÍA
Nano es un prefijo proveniente del
vocablo griego “nannos” que significa
diminuto, enano, pequeño. Este prefijo se
utiliza en el sistema internacional (S.I.) de
unidades para indicar un factor de 10 -9,
es decir la milmillonésima parte de algo.
Por lo tanto, un nanómetro es la
milmillonésima parte de un milímetro, una
longitud 80000 veces mas pequeña que
el diámetro de un cabello humano. (6)
CARACTERISTICAS DE LA
NANOTECNOLOGÍA
 A través de ella se pueden controlar
átomos y moléculas.
 Involucra una gran cantidad de
ciencias como la medicina, la química, la
biología, la ingeniería, etc.
 Les otorga a los materiales nuevos
comportamientos ópticos, electrónicos y
magnéticos.
 Tiene la posibilidad de crear nuevos
aparatos y sistemas que no pueden
realizarse con la tecnología actual. Por
trabajar en proporciones nanometricas
puede desarrollar sistemas que beneficien
la salud.
 Capacidad para alcanzar el órgano,
tejido o grupo celular diana donde la
molécula debe ejercer su acción. (4)
 Capacidad para atravesar las
barreras biolóicas como la piel, las mucosas
gastrointestinal o respiratoria, o también la
barrera hematoencefalica. (4)
 Capacidad para controlar la
liberación de la molécula activa en su lugar
de acción. (4)
 Es una ciencia con grandes
posibilidades y ventajas en la medicina y en
la biología. (4)
V. NANOMEDICINA
Con el ingreso de la nanotecnología en las
ciencias de la salud se ha dado lugar a una
Nueva disciplina denominada
NANOMEDICINA.
Su 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.

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Las nanomedicina pueden dividirse en
tres áreas:
 El nanodiagnóstico
 La nanoterapia
 La nanomedicina regenerativa
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 en los estadios
más tempranos posibles tanto in vivo
como in vitro. La nanoterapia pretende
dirigir nanosistemas activos que
contengan elementos de
reconocimiento para actuar o
transportar y liberar medicamentos
exclusivamente en las células o zonas
afectadas, a fin de conseguir un
tratamiento más efectivo, minimizando
los efectos secundarios. La medicina
regenerativa tiene como objetivo
reparar o reemplazar tejidos y órganos
dañados aplicando herramientas
nanotecnológicas. (7)
VI. NANODIAGNÓSTICO
El objetivo del nanodiagnóstico es la
identificación de enfermedades en sus
estadios inicia-les 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.
NANODIAGNOSTICO 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, por ejemplo.
NANODIAGNÓSTICO IN VITRO
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, p. ej.) 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
nanopartículas, generalmente,
semiconductores, metálicos o magnéticos,
como agentes de contraste para marcaje in
vivo. Estos sistemas permiten una mayor
reflexión de imagen.

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Cuando el tamaño de estos
semiconductores se reduce a unos
pocos nanómetros (típicamente entre 1
y 10 nm), se produce una modificación
de su estructura electrónica, de tal
manera que se pierde la característica
estructura de bandas y surgen niveles
electrónicos discretos. De esta manera
los colores dependen del tamaño y no
del material, que son extremadamente
útiles como marcadores biológicos.
Existen ya múltiples demostraciones
de la utilidad para la localización de
pequeños tumores, lo cual significa
que se podría proceder a su
extirpación inmediata.
Existen problemas para las
nanopartículas ya que los macrófagos
(tipo de glóbulo blanco) los reconocen
como intrusos. Para ello es necesario
recubrir las nanopartículas con
materiales que actúen como una capa
de invisibilidad.
NANOBIOSENSORES
Dentro del nanodiagnóstico, los
nanobiosensores, son dispositivos
capaces de detectar en tiempo real
todo tipo de sustancias químicas y
biológicas. M. Lechuga (2013) dice 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.
SISTEMAS “LABORATORIO-EN-UN-CHIP”
Es un simple microsistema con
nanosensores incorporados podría ofrecer
un diagnóstico completo a partir de una gota
de sangre mediante la identificación de
cambios moleculares; esto implica que los
análisis podrían hacerse a domicilio
VII. NANOFARMACOS
La formulación de fármacos en forma
nanoestructurada aumenta su solubilidad y
eficacia, por lo que ya existen en el mercado
más de cien fármacos de este tipo y muchos
otros están en desarrollo. Además, este tipo
de formulación permite utilizar rutas de
administración más efectivas (oral,
trascutánea y pulmonar) y alcanzar
localizaciones en el cuerpo que
tradicionalmente han sido difíciles, tales
como el cerebro.
Pueden emplearse diversos tipos de
nanoestructuras como vehículos para la
administración de fármacos, tanto oralmente
como inyectados en sangre.
Entre ellas, cabe destacar la utilización de
nanopartículas de material cerámico,
nanocápsulas, dendrímeros, liposomas o
micelas.
Estos transportadores están jugando un
papel crucial en el desarrollo de tecnologías
de liberación de fármacos específicamente
en el lugar dañado o enfermo, permitiendo
transportar fármacos, vacunas y ADN a las
células y tejidos afectados, pero sin interferir
negativamente en otras zonas del cuerpo.

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Por ejemplo, en el caso de los
fármacos anticáncer, el uso de
nanoestructuras conduce a dosis
suministradas menores que las
típicamente aplicadas en
quimioterapia y, si la sustancia se
dirige de modo directo al tumor, las
cantidades efectivas allí aplicadas
pueden ser entre diez y mil veces
mayores que las que llegan a destino
por las vías habituales. Se evitan de
este modo los efectos secundarios no
deseados típicos de la quimioterapia.
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).
VIII. NANOMEDICINA
REGENERATIVA
Pretende reparar o reemplazar
tejidos y órganos dañados aplicando
la nanotecnología con el fin de
estimular los mecanismos
reparadores del cuerpo humano. (6)
Un implante es una estructura
artificial cuyo propósito es reemplazar
o estabilizar funciones dañadas del
cuerpo. El problema con las
articulaciones se centra en que los
humanos están preparados
biológicamente para vivir 50-60 años
y con los avances médicos hemos
superado este tiempo, lo que supone
mayores posibilidades de padecer
problemas.
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
manométricos (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.
IX. CONCLUSIÓN
La nanomedicina promete resolver algunos
de los grandes retos de la medicina
mediante la capacidad de detectar de forma
precoz la presencia de enfermedades (como
el cáncer) o la capacidad de regenerar los
órganos y tejidos que estén dañados dentro
del organismo proporcionado un diagnóstico
precoz, una terapia adecuada y un
seguimiento posterior efectivo de la
evolución del paciente.
En un futuro próximo se podrá incluso
disponer de tratamientos individualizados,
de esta manera, tendremos tratamientos
más efectivos y con menos efectos
secundarios. (8)

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
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