Compartir:
Nanomedicina nanopartículas en medicina.
contenido
- definición
- Lo que es especial sobre Nano?
- Nanomateriales comunes
- nanomedicina
- Imágenes de partículas magnéticas
- Organos artificiales
- Nanotecnología y ciencia ficción.
- riesgos de nanomedicina
definición
Es aproximadamente 10,000 veces más pequeño que el promedio de un cabello humano, un nanómetro es una millonésima de milímetro. Hoy en día, ya existen varios nanoproductos producidos artificialmente: en la protección solar, por ejemplo, nanopartículas de dióxido de titanio, en nanopartículas de plata para ropa y en envases de alimentos..
De archivo: Cybrain - fotolia La Comisión de la UE define: "El nanomaterial es un material natural, derivado del proceso o manufacturado que contiene partículas en un estado no unido, como un agregado o aglomerado, y donde al menos el 50 por ciento de las partículas en la distribución de tamaño tienen una o más dimensiones externas en el rango de 1 Nanómetros a 100 nanómetros. (...) Por derogación (...), los nanotubos de fullerenos, escamas de grafeno y nanotubos de carbono de pared simple con una o más dimensiones externas por debajo de 1 nanómetro son "nanomateriales".
En primer lugar, la nanotecnología debería producir cosas más pequeñas y, por lo tanto, más precisas. Segundo, permite el acceso a átomos y moléculas, creando nuevos materiales y sistemas de materiales completos..
Hay nanopartículas naturales como partículas de hollín, proteínas en la sangre o partículas de grasa en la leche. Las nanopartículas sintéticas producen investigadores ya sea intencionalmente o como un efecto secundario, por ejemplo, cuando el diesel se quema..
Lo que es especial sobre Nano?
Las nanoestructuras desarrollan funciones especiales a nivel de átomos y moléculas, tanto en materia animada como inanimada. Las últimas décadas se han caracterizado por la investigación: lo primero fue capturar nano sistemas.
Hoy en día, los científicos aplican este conocimiento en los sistemas vivos, esta es la base de la medicina Naon. Al igual que cualquier nueva tecnología que interfiere con el cuerpo, también conlleva riesgos. Por ejemplo, las nanocápsulas están diseñadas para administrar medicamentos justo donde se encuentran en el cuerpo y promete, por ejemplo, tremendos avances en la medicina contra el cáncer. Pero estas nanopartículas podrían penetrar las paredes celulares, acumularse en el cuerpo o inflamar el tracto respiratorio..
Nanomateriales comunes
Nanosilver: la plata mata los gérmenes, y la ciencia los utiliza en nanopartículas, por ejemplo, como una capa superficial en las manijas de las puertas, en los vendajes para heridas o en los textiles: la nanoplata ayuda al olor del sudor.
Las partículas de hollín pueden producirse artificialmente para servir como pigmento negro en pinturas, pero también como un aditivo antiestático en plásticos..
Los nanotubos de carbono están construidos con carbono, muy estables y por lo tanto fortalecen los plásticos. Hoy te encontrarás en bicicletas de la clase extra..
El dióxido de titanio refina las superficies para repeler la suciedad. Promueve la descomposición de los materiales orgánicos por la luz solar, por ejemplo, manteniendo limpio el color de las fachadas de los edificios..
Las nanopartículas en el óxido de zinc absorben la radiación UV del sol y, por lo tanto, se encuentran en el filtro solar. Además, la industria lo utiliza en pantallas de cristales líquidos o LEDs. Los recubrimientos de óxido de zinc también promueven la acción de las células solares..
nanomedicina
El visionario estadounidense Robert Freitas ve que la nanomedicina llega a una edad de oro: los nanorobots del futuro cercano están destinados a reparar el daño genético, los glóbulos rojos producidos artificialmente previenen los ataques cardíacos: las nanomáquinas matan los virus, reparan las células o recargan la sangre con oxígeno.
La medicina promete muchas nanotécnicas. Más de 100 medicamentos ya contienen nanopartículas, junto con métodos de diagnóstico y dispositivos que utilizan el nanoprocesamiento. En el caso de los medicamentos, se trata menos de nuevos ingredientes activos que de una nueva eficacia: las nanocápsulas, que liberan las sustancias solo en el entorno de ciertas moléculas, deben transportar los ingredientes activos directamente al objetivo..
Muchos médicos esperan un hito en la medicina para el tratamiento de enfermedades neurológicas relacionadas con la sangre y el cerebro. Porque las nanopartículas pueden romper esta "barrera hematoencefálica". Esto abre nuevas perspectivas, por ejemplo, para el Alzheimer y el Parkinson, posiblemente también para la esclerosis múltiple..
Los dispositivos, pisos, paredes y muebles equipados con nanos en clínicas podrían promover la esterilidad. Las bacterias resistentes probablemente pueden combatir mejor esto. Los apósitos para heridas ya contienen nano-plata, por ejemplo en caso de lesiones por quemaduras.
La nanotecnología también debería mejorar los diagnósticos: las nanopartículas están preparadas para que se adhieran a los órganos o células. Por ejemplo, el tejido tumoral se puede detectar con partículas de óxido de nano-hierro.
Esto lleva a las probables nanoterapias del futuro cercano: en la medicina del cáncer, es probable que la nanotecnología detecte y combata los tumores en breve. Hoy en día, los médicos ya están experimentando con un tratamiento contra el cáncer, en el cual las partículas magnéticas de óxido de nano-hierro calientan electromagnéticamente el tumor y destruyen las células cancerosas..
Por ejemplo, las nanocápsulas podrían contener células pancreáticas, liberar insulina en la sangre y, por lo tanto, tratar la diabetes..
Ya existe una pasta de dientes, Theramed S.O.S. Sensible a base de nanopartículas. Ella usa nanopartículas para construir una capa de material dental artificial; por lo que los dientes deben sentir menos dolor.
La hidroxiapatita es similar a los minerales del hueso y los implantes dentales se implantan mejor con su mitad, el nanomaterial acorta el proceso hasta dos semanas, en contraste con los 2 a 4 meses convencionales..
El dióxido de silicio o titanio nanoporoso se caracteriza por las estructuras de los orificios. Estos estimulan el crecimiento óseo en los implantes y detienen la inflamación al liberar sustancias activas como una esponja.
La nanotecnología también será de particular importancia en otras implantaciones, ya que las superficies hechas de nanopartículas se pueden usar para vincular órganos biológicos y dispositivos artificiales mejor que con los métodos convencionales. Ya sean marcapasos o endoprótesis, como articulaciones artificiales de rodilla, cadera u hombro: las nano capas probablemente reducen la defensa del cuerpo contra cuerpos extraños.
Hoy en día, la hidroxiapatita se puede inyectar como una pasta para formar una mandíbula. Dicho nanomaterial es bien tolerado porque se asemeja a las partes minerales en el hueso. El siguiente paso debe ser las hidroxiapatitas, que se combinan con nanotubos de carbono en una matriz compuesta y sirven como cemento óseo..
Las víctimas de accidentes podrían beneficiarse pronto de los tejidos de reemplazo en forma de compuestos de colágeno de vidrio a nanoescala que llevan piel artificial y huesos artificiales. Además, los implantes con nanotecnología deberían ser más estables que los convencionales..
Ya en 1998, Abraxis BioScience LLC en los EE. UU. Realizó ensayos clínicos de nanomedicina contra el cáncer. El agente Abaxane fue finalmente aprobado. Consiste en paclitaxel y albúmina insolubles, esta albúmina se une a la proteína SPARC, que está afectada por el cáncer de páncreas, a diferencia de otros medicamentos..
Nanos fue desarrollado por Tekmira Pharmaceuticals de Canadá para lipoproteínas que se cree que son hipercolesterolémicas en el hígado. Sin embargo, un paciente de prueba mostró síntomas como una gripe, luego se detuvo el experimento.
El French Bioalliance Pharma utilizó el fármaco dexorubicina nanopartículas contra el cáncer de hígado. Pero tres sujetos murieron de problemas pulmonares..
En la UE está aprobada una nanoterapia de tumores cerebrales - la hipertermia. En este caso, las partículas de óxido de hierro se inyectan en el cerebro y se excitan allí con ondas magnéticas. Calientan el tumor y lo matan. Las imágenes de partículas magnéticas (MPI) también se pueden usar para filmar el corazón y los vasos sanguíneos.
Michael Bamberg, de la Sociedad Alemana contra el Cáncer, dijo: "La hipertermia se convertirá en el cuarto pilar de la terapia del cáncer, además de la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia. Su idea se basa en el éxito comprobado de la cura en el cáncer de mama, cáncer de piel, tumores, rinorrea intestinal y cervical..
Se planean pruebas rápidas con nanosensores para detectar cáncer, nanohormontests, nanobots para reparar células y nanopartículas para curar lesiones de la médula espinal paralizadas. Algunos investigadores creen que dar a los parapléjicos una vida normal nuevamente. Pero todavía se trata de investigación básica..
Imágenes de partículas magnéticas
Una nueva técnica de imagenología, Imágenes de partículas magnéticas, introdujo a los investigadores de Philips Healthcare en 2005. Presentaron películas tridimensionales del corazón, vasos y tumores, y eso fue imposible con cualquier otro procedimiento..
Esta técnica permitiría detectar problemas cardíacos mucho más rápido que antes. El médico tendría que filmar el corazón y su entorno solo desde el exterior y podría detectar de inmediato el daño en la pared del corazón o las debilidades de los músculos cardíacos. Para esto, solo tiene que inyectar al paciente nanopartículas magnéticas. Sin embargo, el diagnóstico cardíaco convencional a veces lleva meses..
Organos artificiales
La nanotecnología hace pensar lo que era ciencia ficción recientemente, a saber, crear artificialmente órganos e incluso organismos. Los investigadores interdisciplinarios desean combinar la nanotecnología con la biotecnología, la ciencia de la información y la ciencia cognitiva para crear inteligencia artificial y aumentar las capacidades humanas más allá de los límites naturales..
Larga vida a través de órganos artificiales. Imagen: benschonewille- fotolia Esto no es una idea fija, pero ya es parcialmente realidad. Así es como la piel y el cartílago pueden producirse artificialmente hoy. Para órganos más grandes, la nanociencia no ha podido suministrar oxígeno y células nutritivas. Todavía no está funcionando y es por eso que las células se están extinguiendo..
Pero el Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, EE. UU. Está desarrollando un método para resolver este problema. Una computadora diseña el patrón de una red celular y la graba en una superficie de silicona. Este patrón luego se transfiere a material biológico, dos capas se superponen y se sellan. Las células pueden adherirse a esta estructura. Las propias células se cultivan en placas de Petri. Las células hepáticas y renales permanecieron intactas durante dos semanas..
Los investigadores implantaron ratas con un "nanohígado" con una capa de células. Un hígado necesita alrededor de 30-50 de tales capas para funcionar. La nano-tela sobrevivió una semana..
Nanotecnología y ciencia ficción.
Greg Bear estableció "la nanotecnología en la ciencia ficción como un tema central en" Blood Music "en 1985. Un investigador cría moléculas y les aporta una forma de inteligencia. Se inyectó una de estas culturas..
Los nanobots se multiplican ahora y actúan de forma independiente en el cuerpo: aumenta su agudeza visual, ya no sufre resfriados. Los nanos están en constante evolución y creando un entorno ideal: desde el servidor, se convierten en el gobernante de su cuerpo anfitrión. Usted reprograma y controla al investigador..
Esto ofrece ventajas para el inventor: la supervivencia de los nanos depende de la salud del cuerpo huésped, y están mejorando constantemente sus capacidades..
Pero no cambian el huésped de la manera que sería mejor para él, sino cómo los nanoorganismos en sí mismos tienen condiciones de vida ideales. Ahora el progreso científico se convierte en un horror..
Andreas Eschbach inventó nanorobots autosuficientes que matan células cancerosas en nanocélulas del tamaño del virus "Herr Aller Dinge" que reconocen las células cancerosas por sus firmas. Para controlarlos, están conectados por radio con el médico, para que puedan realizar cualquier acción errónea; La conexión inalámbrica va directamente al cerebro del médico, que es atravesado por cables nanodiales para conducir las células de curación. Su funcionamiento es el siguiente: las máquinas no simplemente disuelven las células cancerosas; eso sería demasiado peligroso, porque entonces su cuerpo se inundaría con más desechos de los que puede drenar. En su lugar, invaden la célula y desencadenan la apoptosis, el mecanismo celular de autodestrucción controlada. La mayoría de los restos son consumidos por sus leucocitos. Quedan sobras, los submarinos se transportan solos, lo depositan en su vejiga o intestino ".
La nanotecnología desempeña un papel en muchas novelas: como argumento central, como evento marginal o como telón de fondo.
Bruce Sterling, un inventor de la literatura de Cyperpunk, se dedicó a sus visiones del futuro de la nanotecnología desde finales de los años noventa. Se ve a sí mismo como un futurista y dijo que con el avance de Internet, había ocurrido muchas cosas sobre las que había escrito en la ficción, por eso ahora estaba tratando con una técnica que solo estaba en su infancia..
En 2002, Michael Crichton, el autor de Jurassic Park "Prey", publicó. Investigadores en Nevada están desarrollando nanocámaras para los militares. Pero se independizan y matan todo lo que encuentran. Multiplican y manipulan los pensamientos y las habilidades motoras de sus inventores. From the Nanos desarrolla un superorganismo que copia la forma de los humanos..
Los nanos entonces se comportan como humanos, destruyen el planeta para obtener recursos para su multiplicación. La ciencia ficción, pensando en lo que sería técnicamente posible y diseñando un escenario real ficticio, no fue "Presa", sino una historia antigua sobre "los fantasmas a los que llamé" del hombre de Fausto que ya no tiene a sus monstruos técnicos bajo control..
Angelika Fehrenbach escribió con "The Lotus Effect", sin embargo, un thriller que permanece cerca de la realidad. Un científico de la Universidad de Marburg se da cuenta de que una nanotecnología recientemente investigada es arriesgada, ya que las ratas de laboratorio mueren en filas. Se da cuenta de que los responsables guardan silencio, investigan y luchan por sus vidas..
Jeff Carlsson publicó "Año de la peste" en 2007, en alemán, el trabajo apareció un año más tarde como "Nano". Las nanopartículas proporcionan el fondo para una épica clásica de los últimos tiempos. La trama es tradicional: las inteligencias artificiales se independizan y matan a sus inventores..
Estas criaturas Frankenstein son nanorobots aquí. Se multiplican y matan a todos los animales de sangre caliente. La gente huye a las altas montañas, porque allí los nanos no funcionan. Los sobrevivientes en el invierno alpino mientras tanto luchan contra el frío y el hambre. Intentan empujar a un grupo en otra cumbre, que tiene más comida y un mejor refugio..
Carlson trata a fondo con la nanotecnología; Sin embargo, esto solo proporciona el marco para la pregunta: ¿cómo se comportan las personas en situaciones extremas??
Una idea favorita de la ciencia ficción son los nanorobots automáticos. Estos pasan por el cuerpo y eliminan cada toxina, cada tenia, arreglan las malformaciones de las células, curan las lesiones internas, regeneran las células y, por lo tanto, detienen el envejecimiento, todos los días durante 24 horas..
Si hubiera tales nanomáquinas, podríamos incluso vivir de forma poco saludable, ya que eliminarían cualquier daño de inmediato..
riesgos de nanomedicina
Los estudios estadounidenses realizados en 2002 mostraron algunos ahorros en el carcinoma nanoparticulado, principalmente porque las nanopartículas tenían menos efectos secundarios. Sin embargo, los efectos secundarios indeseables fueron un problema masivo, con 100,000 personas muriendo en los Estados Unidos en un año.
Los riesgos de las nano-técnicas son poco investigados y se desconoce qué compañías usan qué nano-sustancias. Un problema probablemente esté relacionado con las nanopartículas que se liberan en el medio ambiente; Son más pequeños que el polvo fino y duran mucho tiempo en el aire..
Por lo tanto, los expertos solicitan un registro central de informes de nanomateriales e investigaciones de cada sustancia.
Es poco probable que las nanopartículas en los sistemas de filtro supongan un peligro para la salud durante la operación debido a que están herméticamente selladas en plásticos. Problamatisch, pero en el futuro, la eliminación, entonces amenaza un esfuerzo similar como en el asbesto.
Se deben evitar todos los productos que liberan nanopartículas al medio ambiente. Por lo tanto, las partículas de nano-plata en ciertos calcetines ya se disuelven en el primer lavado, entran en las aguas residuales y probablemente dañan a Baktierien en las plantas de tratamiento de aguas residuales..
Hasta ahora, nadie sabe qué tan correctos deberían ser los riesgos de los nanomateriales: ¿se trata del tamaño o de las propiedades de las sustancias? ¿Se trata de la cantidad de sustancias en el ambiente como en otros umbrales, o es el número y la estructura de las partículas críticas para el peligro??
Aunque la mayoría de los europeos apenas conocen la nanotecnología, cada tercio en Alemania no sabe qué es. Los que dicen algo acerca de la nanotecnología son generalmente positivos al respecto..
Queda claro que las personas que están familiarizadas con el término nanotecnología generalmente han adquirido conocimiento por su cuenta y, por esa razón, rara vez devalúan o se disculpan sin crítica alguna..
Los grupos de protección al consumidor exigen que las nanopartículas se eliminen de los cosméticos y los alimentos hasta que puedan clasificarse como inofensivos. En Naturland, por ejemplo, las nanopartículas están prohibidas..
Los nanomateriales en Alemania pueden considerarse como ingredientes activos y como sustancias auxiliares, dependiendo de cómo se usan. La Ley de Medicamentos de Alemania determina el aspecto de los controles de seguridad, es decir, tanto los procedimientos de consulta como los ensayos clínicos previos a la admisión, los procedimientos de aprobación en sí mismos y el seguimiento y los informes posteriores a la autorización..
Los comités de ética deben aprobar los ensayos clínicos. El Instituto Federal Alemán de Medicamentos y Dispositivos Médicos supervisa la aprobación..
Particularmente controvertido es el cruce de la barrera hematoencefálica. Aunque hace posible mejorar el rendimiento cerebral de las personas con Alzheimer, también se puede utilizar para aumentar el rendimiento en personas no inducidas terapéuticamente, con efectos secundarios impredecibles.
La UE prohíbe la investigación sobre métodos para desarrollar materiales para mejorar las personas sanas. Los comités de ética prestan especial atención a su misión militar: los medicamentos nanotecnológicos están diseñados para aumentar la concentración de los soldados o permitirles trabajar continuamente sin dormir. Por último, pero no menos importante, la nanotecnología abre innumerables oportunidades para desarrollar agentes biológicos sintéticos..
Sin embargo, los comités de ética no logran mucho, porque los proyectos que utilizan la nanotecnología en este sentido, tienen lugar en aislamiento..
Mientras que la investigación médica real hoy en día está impulsando masivamente el reemplazo funcional de partes del cuerpo dañadas con nanomedicina, los especialistas en ética están discutiendo el problema de los órganos y las prótesis que supuestamente superan al original humano.
Esta discusión no es directa: las mejoras del cuerpo son médicamente necesarias, aceptables o inaceptables se definen de manera muy diferente en las sociedades.
El debate sobre qué es posible médicamente y técnicamente con la nanomedicina, y qué es éticamente justificable, se está llevando a cabo por separado en Alemania. (Dr. Utz Anhalt)
Supervisión especializada: Barbara Schindewolf-Lensch (médico)
fuentes:
http://www.ingenieur.de/Fachbereiche/Mikro-Nanotechnik
http://www.nano.fraunhofer.de/de/nanotech.html
http://library.fes.de/pdf-files/stabsabteilung/05709.pdf
http://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/nanotechnik