Este documento presenta una introducción a los materiales nanoestructurados y sus aplicaciones en el área de la salud. Brevemente describe qué son los materiales nanoestructurados, cómo se preparan y caracterizan, y menciona algunas de sus potenciales aplicaciones biomédicas como agentes de contraste y en el tratamiento del cáncer. También señala algunas limitaciones en el uso de estos materiales y la necesidad de más investigación sobre su toxicidad a nivel celular.

1. XXI JORNADAS INTERINSTITUCIONALES DE
INVESTIGACIÓN EN SALUD DEL ESTADO DE
PUEBLA
MATERIALES NANOESTRUCTURADOS:
IMPORTANCIA Y APLICACIONES EN EL
ÁREA DE LA SALUD.
Teresa de Jesús Palacios Hernández, BA, MB, Ph. D Cand.
Departamento de Ciencias Biológicas, UPAEP.

2. Nanotecnología en el área de la salud

3. Materiales nanoestructurados (ENMs)
¿Qué son?
-Nanomateriales en ensambles bi o tridimensionales con
estructuras bien definidas (1-100 nm).
-Su tamaño reducido y su composición les confiere
propiedades únicas: alta reactividad y masa pequeña.
-Los recubrimientos múltiples de los ENMs provocan en
ellos diferentes cargas, propiedades y citotoxicidad.
Nadadur, S (2011).

4. Preparación de ENMs
Métodos químicos diversos:
-Co-precipitación.
- Reacciones en ambientes comprimidos
- Descomposición térmica (poliol, pirólisis en
láser).
-Síntesis por sol-gel.
- Reducción micelar.
Modificación post-síntesis:
-Suero de albúmina bovina (BSA).
- Dextrán.
- Polietilenglicol (PEG).
- Dendrímeros.
- Sílice. Singh N et al (2010)

5. Estructura de un ENM
Complejos, diseñados y preparados en diferentes etapas.
Compuestos por diferentes tipos de materiales:
Recubrimiento polimérico
-Core. (PEG, silanos, etc).
-Recubrimiento polimérico Ligantes “blanco”
-Ligantes “blanco”. (aminoácidos,
anticuerpos,
-Agentes de contraste.
péptidos)
Capacidad multifuncional y
caracterización compleja.
Core
Agente de
contraste
(marcadores
fluorescentes o
radiactivos)
McNeil, SE (2011)

6. Caracterización de ENMs
Determinación del tipo/tamaño/uniformidad de NPs
-Visualización directa.
•TEM/SEM.
•SAED (difracción de electrones en áreas
selectas).
•Microscopía de campo obscuro (e. g.
nanoalambres).
•Absorción/emisión intrínseca (e. g. quantum
dots).
-Inferencia indirecta.
•Difracción de rayos X (estructura).
•Dispersión dinámica de luz (DLS – Radio
hidrodinámico).
•Absorción de gas de Brunauer, Emmet y
Teller (BET – Área superficial).
Vulpe C (2011)

7. Pruebas de actividad biológica
Marco de referencia sobre el
comportamiento de los ENMs
en sistemas biológicos In vitro.
-Ensayo MTT (Ensayo del
tetrazolio).
- Microscopía de fluorescencia.
- Análisis celular en tiempo real
(xCELLigence Roche®).
- Ensayo RTCA. Dobrovolskaia M and Potter T (2009)
Boitano, S (2011)

8. Limitaciones en el uso de ENMs
Conocimiento limitado sobre el uso de ENMs.
-Los ENMs pueden agregarse y/o sedimentarse en
disoluciones acuosas.
-La agregación puede verse afectada por los
componentes del medio, tipo de partícula y/o
recubrimientos.
-La biodisponibilidad de los agregados aún es incierta.
-La valoración de la dispersión/agregación es esencial
en estudios in vitro.
Vulpe, C (2011).

9. Limitaciones en el uso de ENMs
Schrand, AM et al (2010)
Shah CP et al (2010)

10. Toxicidad de ENMs a nivel celular
Fuga en la membrana
de lactato
deshidrogenasa Daño a DNA
ENMs
Generación de ROS
(•OH, O2-•)
Inflamación
Condensación de
Funciones cromosomas
mitocondriales
alteradas
Formación de
cuerpos
apoptóticos
Singh N et al (2010)

11. Investigación sobre ENMs aplicados a la
salud
CNYN-UNAM

12. Agradecimientos
Universidad de las Américas Puebla Benemérita Universidad Universidad Popular Autónoma del
Dr. Miguel Ángel Méndez Rojas Autónoma de Puebla Estado de Puebla
Dr. José Luis Sánchez Salas Dr. Enrique González Vergara M. C. María Cristina Miranda Vergara
Dr. Felipe Córdova Lozano Dr. José Luis Garate Morales M. C. Zaida Nelly Juárez
Dr. Luis Ricardo Hernández Dr. Eduardo Torres Ramírez M. C. Iracema Valeriano Arreola
Dr. Eugenio Sánchez Arreola Dra. María Eugenia Mendoza Rogelio Vargas Rodríguez
Dr. Marco Antonio Quiroz Alfaro Sánchez Raúl Ortega García
M. C. Luis Arturo García de la Rosa Coris Alín Vera del Razo
Neiba Gisela Yee Martínez Centro de Nanociencias y
Ricardo Vázquez Barrientos
Fernando Arteaga Cardona Nanotecnología, UNAM
Flor María Mercado Morales
Violeta Yesley Hernández Solís Dr. Gustavo A. Hirata Flores
Lillhian Arely Flores González
José Francisco Delgado Jiménez Dr. Oscar E. Contreras López
Jorge Arturo Soriano Campos
María del Pilar Guevara Hornedo Israel Espejel Montiel
Centre for Cell Engineering,
Juan Carlos Garza Hernández
National Cancer Institute, NIH University of Glasgow
Eddie Guillermo Sánchez Rueda
Dra. Ofelia Ana Olivero Dra. Catherine Berry
Juan David Reyes Rugerio
Dra. Miriam Poirier Dr. Sun Tao
Dra. Elena Estela Hernández Ramón Dra. Maruxa Estevez Fernández
Universidad Autónoma del
Dariya Momot Carol-Anne Smith
Estado de Hidalgo
Lorangelly Torres Hannah Child
Dr. Alfredo Guevara Lara
Alida Elizabeth Cruz Pérez
SAIC-Frederick, NIH Instituto Potosino de Ciencia y
Julio Mogica Betancourt
Dr. Raúl E. Cachau Tecnología
Judith Morales Cerón
Dra. Yadira Vega Cantú