Nanomedicina Se trata de una de las vertientes más prometedoras dentro de los potenciales nuevos avances tecnológicos en la medicina. Podríamos aventurar una definición situándola como rama de la nanotecnología que permitiría la posibilidad de curar enfermedades desde dentro del cuerpo y al nivel celular o molecular.

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Nanomedicina
Autor: Diego Mauricio Marín Zúñiga
Universidad Politécnica Salesiana
Facultad de Ingeniería Eléctrica
Cuenca, Ecuador
dieguez08@hotmail.com
Nanomedicina
II. DESARROLLO DE CONTENIDOS
Se trata de una de las vertientes más prometedoras dentro de
los potenciales nuevos avances tecnológicos en la medicina.
Podríamos aventurar una definición situándola como rama de En la línea del tiempo son varios los avances
la nanotecnología que permitiría la posibilidad de curar
enfermedades desde dentro del cuerpo y al nivel celular o
tecnológicos en la medicina pero a continuación se van a
molecular. Se considera que determinados campos pueden ser presentar los avances más relevantes en los últimos
objeto de una auténtica revolución, especialmente: años, por lo que gracias a estas adquisiciones
monitorización, reparación de tejidos, control de la evolución electrónicas se han ido perfeccionando, se han ido
de las enfermedades, defensa y mejora de los sistema
biológicos humanos, diagnóstico, tratamiento y prevención, siendo más amigable con el paciente y agregando
alivio del dolor, prevención de la salud, administración de nuevas funciones por lo que hoy en día se tienen
medicamentos a las células, etc. Todos ellos constituirían aparatos más sofisticados que ahorran tiempo y
nuevos avances tecnológicos en la medicina que la presupuesto en lo que era la medicina antigua:
posicionarían en una nueva era científica y asistencial. Dentro
de los avances científicos más significativos se encuentran
biosensores, nuevas formas de administrar medicamentos más Avance Año
directos y eficaces y el desarrollo de nuevos materiales para W.C Roeting descubre los rayos X. 1895
injertos, entre otras. Se utiliza por primera vez un microscopio 1921
(endoscopia).
Palabras Clave—Nano medicina, monitorización, Se usa por el primer riñón artificial. 1941
P.M Zoll implanta el primer marcapasos. 1952
biosensores, injertos.
Se obtiene el modelo de doble hélice del ADN 1953
Se realiza el primer trasplante de corazón entre 1967
I. INTRODUCCIÓN
humanos.
Se fecunda el primer bebe in Vitro (cultivo en probeta) 1978
LA aplicación de la nanotecnología a la investigación Se inicio el programa de Análisis del Genoma 1991
biomédica se remonta al menos unas pocas épocas atrás, Humano.
cuando las técnicas de la ingeniería genética hicieron Tabla 1.
posible la manipulación del DNA (o ADN).
Las aplicaciones médicas de las tecnologías A. D I A G N Ó S T I C O
nanoescalares tienen el potencial de revolucionar el
cuidado de la salud al brindar poderosas herramientas El diagnóstico in vitro ofrece una mayor flexibilidad de
para diagnosticar y tratar las enfermedades desde un diseño, ya que normalmente se puede aplicar a pequeñas
nivel molecular. muestras de fluidos corporales o de tejidos, a partir de
los cuales se puede llevar a cabo una detección
El nanodiagnóstico es la identificación de enfermedades específica (de patógenos o defectos genéticos, por
en sus estadios iniciales, cuando el desarrollo es muy ejemplo) en tiempos muy cortos, con gran precisión y
limitado, mediante la utilización de nanodispositivos o sensibilidad. Debido a estas diferencias fundamentales,
directamente de nanopartículas. Se pretende así obtener se prevé que la detección in vitro llegue al mercado de
una capacidad de respuesta más rápida que permita una forma mucho más rápida y se pueda consolidar más
aplicar el tratamiento adecuado a una enfermedad fácilmente que los métodos in vivo. El empleo de
específica o reparar tejidos u órganos dañados, nanopartículas semiconductoras, metálicas y magnéticas
ofreciendo, por lo tanto, más posibilidades de como agentes de contraste para marcaje in vivo, y el
recuperación. diseño de biosensores basados en nanopartículas
metálicas para aplicación in vitro son toda una
revolución científica.

2. desempeñan un papel destacado en ciertas enfermedades
Uno de los primeros sistemas de nanopartículas que se tumorales, como el gen p53 en los cánceres de colon y
han propuesto para aplicaciones de marcaje celular e de mama. El objetivo que se pretende con estos
pequeños artilugios es desarrollar técnicas que permitan
identificación de zonas dañadas o tumores son las
detectar cualquier enfermedad a partir de una simple
nanopartículas de semiconductores, también conocidas
como «puntos cuánticos» (quantum dots). Cuando el gota de sangre. Así, en pocos años, con el avance de
tamaño de estos semiconductores se reduce a unos pocos estos biochips se podrá calcular el riesgo de padecer
enfermedades coronarias a los 55 años o Alzheimer a los
nanómetros (normalmente entre 1 y 10 nm), se produce
75.
una modificación de su estructura electrónica, de tal
manera que se pierde la característica estructura de El funcionamiento de estos dispositivos es sencillo. Un
bandas y surgen niveles electrónicos discretos. Esta chip de ADN, también llamado array, consta de una
nueva estructura electrónica les confiere una respuesta lámina delgada en cuya superficie se hacen orificios
óptica (fluorescencia, en particular) que varía con el diminutos que se colocan de forma ordenada. Los
agujeros se rellenan con fragmentos de ADN
tamaño. Por lo tanto, se pueden fabricar puntos
(oligonucleóticos), cuya secuencia se conoce de
cuánticos del mismo material que emiten luz en
diferentes longitudes de onda (con distintos colores) antemano. El material genético se marca con reactivos
dependiendo de su tamaño, por lo que son fluorescentes o con sustancias que permitan una lectura
extremadamente útiles como marcadores biológicos. con láser. La reacción de la molécula control con cada
uno de los oligonucleótidos hace factible apreciar,
Existen ya múltiples demostraciones de la utilidad de los
gracias a la fluorescencia emitida, si alguna secuencia
puntos cuánticos para la localización de pequeños
responde a alguna anomalía. La suma de las distintas
tumores, lo cual significa que se podría proceder a su
extirpación inmediata. Sin embargo no es suficiente con interacciones entre la molécula y las secuencias se mide
obtener un material de alta luminiscencia y estabilidad, de forma simultánea. Con ello, un investigador, en vez
también debe llegar a su destino de forma selectiva e, de comprobar los cambios fisiólogos gen por gen, puede
idealmente, eliminarse del organismo una vez realizada revisar en un momento un grupo entero de genes.
La ventaja de este procedimiento es que se puede
su función para evitar efectos secundarios. Uno de los
predecir la propensión de una persona a padecer un
problemas por resolver es la captación de las
tumor y, en caso de que ya lo sufra, calibrar qué
nanopartículas por los macrófagos antes de alcanzar el
órgano afectado. Para ello, es necesario colocar ciertas fármacos serán más eficaces.
moléculas en la superficie de las partículas que actúen El biochip se revela como un instrumento excepcional
como una capa de invisibilidad y las escondan de los para averiguar las mutaciones que experimenta el bacilo
macrófagos, por ejemplo con polímeros como el de la tuberculosis, así como para identificar cepas
polietilenglicol. Una vez resuelto este problema, es resistentes a la penicilina. El uso del biochip se puede
preciso indicarles cómo localizar el tumor, lo cual extender a la agricultura, la biotecnología y otros
requiere colocar en la superficie del punto cuántico ámbitos de conocimiento. Por ejemplo, se pueden
biomoléculas (biorreceptores) con afinidad selectiva evaluar las alteraciones genéticas que predisponen a una
hacia un compuesto específico de la zona a reconocer (p. persona a caer en la drogadicción.
ej., la célula cancerosa,). Así, hay ciertas proteínas o
moléculas que se encuentran en mayor proporción en la
Nanochips o Nanohilos
membrana de las células cancerosas (como los
receptores de ácido fólico o la hormona luteinizante) y Se ha descubierto que se pueden configurar hilos
que son características de cada tipo de cáncer. Cuando ultrafinos de silicio como detectores ultrasensibles que
los puntos cuánticos con el biorreceptor se acercan a una se encienda o apaguen en presencia de un virus
muestra que contiene dicha proteína, se produce una individual, en tiempo real y con una gran precisión. Las
reacción de reconocimiento biomolecular, de forma que posibilidades de estos detectores, que pueden ser
se acumularán allí, permitiendo la detección mediante ordenados en matrices capaces de detectar literalmente
iluminación con luz ultravioleta y observando su miles de virus diferentes, nos introducirán en una nueva
emisión de fluorescencia característica. era en materia de diagnósticos, seguridad biológica y
respuestas a brotes víricos. En el ambiente clínico, la
extremada sensibilidad de los nanohilos permite detectar
Biochips infecciones virales en sus primeros estadios, cuando el
sistema inmunológico aún es incapaz de actuar.
Con el biochip es posible conseguir en poco tiempo La detección consiste en unir nanohilos que transmitan
abundante información genética ‐tanto del individuo una pequeña corriente con receptores de anticuerpos
como del agente patógeno‐, que permitirá elaborar para ciertos dominios clave de virus. Cuando un virus
vacunas, medir las resistencias de las cepas de la individual hace contacto con un receptor, se produce un
tuberculosis a los antibióticos o identificar las momentáneo y revelador cambio en la conductancia que
mutaciones que experimentan algunos genes y que da una clara indicación de su presencia. Mediciones

3. simultáneas, eléctricas y ópticas (usando virus de La nanotecnología ofrecer la solución a este problema
influenza A marcados en forma fluorescente) confirman molecular. Conjuntos de ultra pequeños cables de
que los cambios en conductancia se corresponden con la silicona, cada uno fabricado para detectar una proteína
unión y separación de virus individuales a los específica relacionada con el cáncer, puede detectar los
dispositivos. Se comprobó que los detectores podían cambios más sutiles en la química corporal del ser
distinguir virus, basándose tanto en el receptor humano (nanohilos). Estos nanosensores pueden buscar
específico utilizado, como también en que cada virus se cientos, o incluso miles, de distintas biomoléculas en
une a su receptor por un lapso de duración característica solo una gota de sangre. El combate de la enfermedad a
antes de separarse. Esto hace minúsculo el riesgo de una escala molecular permite detectar precozmente la
lectura positiva falsa. La extremada sensibilidad de las enfermedad, identificar y atacar de forma más específica
matrices de nanohilos permite detectar infecciones a las células cancerígenas. Las investigaciones actuales
virales en sus primeros estadios, cuando el sistema se centran en cómo utilizar la nanotecnología para
inmunológico aún es capaz de suprimir poblaciones cambiar de forma radical la capacidad de la medicina
virósicas. En este estadio de actividad viral comienzan a para diagnosticar, comprender y tratar el cáncer.
aparecer los síntomas, pero como la cantidad de virus Investigaciones ya realizadas han logrado desarrollar
aún es pequeña es difícil detectarlos y decidir un nano‐aparatos capaces de detectar un cáncer en la fase
tratamiento. muy preliminar, localizarlo con extrema precisión,
proporcionar tratamientos específicamente dirigidos a
las células malignas y medir la eficacia de dichos
Monitorización tratamientos en la eliminación de las células malignas.
Se trata de la captación de imágenes en el interior del
cuerpo con finalidad médica. Es posible monitorizar
mediante un simple escáner, y con todo detalle, la Tratamiento de la diabetes
evolución de un tumor desde una etapa temprana y por
tanto también los efectos inmediatos de la medicación Se desea desarrollar un enfoque que restaure la
para combatirlo. producción de insulina en respuesta a la comida en
Recientemente, un equipo de investigadores individuos con diabetes, eliminando la necesidad de las
estadounidenses han estado trabajando en perfeccionar inyecciones de insulina y mejorando, al mismo tiempo,
el método para implantar en el organismo nanopartículas el control de los niveles de azúcar en sangre. Se pretende
sensibles a la química originada por las células lograr induciendo a células específicas del intestino para
cancerosas y que, además, resulten fácilmente que asuman la producción de insulina. Se ha demostrado
detectables mediante un escáner convencional de previamente que es posible inducir las células K del
imágenes de resonancia magnética. Estos avances intestino con el gen de la insulina para producir esta
proporcionarán a los médicos una información casi sustancia en respuesta a la ingestión de alimentos, en un
inmediata, detallada y fiable sobre el interior de los patrón comparable a la producción normal de insulina
tumores, sobre su evolución, su tamaño, y sobre cómo llevada a cabo por el páncreas. Para trasladar esta
responden sus células a la medicación. tecnología a un uso clínico, se desarrolló un novedoso
método de administración del gen de la insulina a las
células K del intestino utilizando nanopartículas. Estas
B. T R A T A M I E N TO Y T E R A P I A nanopartículas contienen un componente llamado
chitosán que protege al gen de la insulina mientras está
Para el tratamiento de enfermedades, la nanotecnología en el intestino, así como a la integrasa para insertar el
también supone un avance tecnológico espectacular. gen de la insulina en las células intestinales del paciente.
Gracias a esta tecnología, algunas aplicaciones de A administración de genes por medio de estas
tratamientos médicos están cambiando radicalmente. nanopartículas es más segura y menos inmunógena que
Principalmente destacan las aplicaciones en terapias la mayoría de los agentes basados en virus utilizados
médicas que citamos a continuación. habitualmente.
Tratamiento del cáncer
Cuando una persona contrae cáncer, su cuerpo emite
unas señales de aviso mucho antes de que la medicina
actual sea capaz de detectar la enfermedad. Si se pudiese
detectar antes estos cambios sutiles en las células
humanas, habría mayores posibilidades de salvar al
enfermo. Pero los primeros cambios a nivel molecular
en una persona que está en las primeras fases de un
cáncer son increíblemente complejos y pueden pasar
desapercibidos.

4. III. GRAFICAS, FOTOGRAFIAS Pero también traerá riesgos ya que la potencia de la
nanotecnología podría ser la causa de una nueva carrera
de armamentos entre dos países competidores, el riesgo
por uso personal de la nanotecnología molecular por
parte de criminales o terroristas
La producción poco costosa y la duplicidad de diseños
podrían llevar a grandes cambios en la economía.
IV. B I B L I O G R A F Í A
Grafica1. Comparación tamaños http://nanometro.galeon.com/nanomedicina.htm
http://www.portalciencia.net/nanotecno/
http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/
nanotecnologia.htm
http://managementensalud.blogspot.com/2008/12/la‐na
nomedicina‐garantiza‐menores‐dosis.html
http://www.nanomedspain.net/
http://www.zientzia.net/teknoskopioa/2004/nanomedic
ina.html
http://www.euroresidentes.com/Blogs/avances_tecnolo
gicos/2004/10/nanorobots.htm
Grafica 2. Tecnología en la medicina
Grafica 3. Biochip
IV. COLCLUSIONES
La nanotecnología en la medicina está en investigación
y para un futuro no muy lejano nos veremos
beneficiados de esta tecnología, la mayoría de
hospitales, clínicas tendrán equipos médicos altamente
avanzados.
En el futuro, estos sistemas se integrarán en microchips
implantables que permitirán la administración
programada de fármacos con un tratamiento
personalizado y que, al mismo tiempo, podrán medir los
parámetros vitales del paciente y trasmitir información
directamente al personal médico para tener controlado al
paciente mientras éste hace su vida normal.