Calentamiento inductivo de nanopartículas para tratar el cáncer
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- 30 Enero 2010
- Articulo Especial
La empresa zaragozana nanoScale Biomagnetics trabaja en el desarrollo y fabricación de equipos para HTM, una técnica que consiste en el calentamiento inductivo de nanopartículas magnéticas con fines terapéuticos, especialmente para tratar tumores malignos.
Según indicó el científico Nicolás Cassinelli a Europa Press, el calentamiento por inducción, que se aplica desde el siglo XIX, supone que un material magnético es expuesto a un campo también magnético variable para que se produzcan corrientes en su interior que pueden llegar a calentarlo.
Esta técnica, unida a la nanotecnología, permite fabricar materiales magnéticos de tamaños cercanos al átomo, “cientos de veces más pequeños que las células de nuestro organismo” y que, por lo tanto, se pueden utilizar para introducirlos o depositarlos sobre las células de un tumor, luego calentarlos por acción de un campo magnético aplicado desde el exterior y utilizar este calor para matar el tumor.
La gran potencialidad de esta aplicación reside en que se trata de un nuevo mecanismo que busca mejorar la selectividad del tratamiento oncológico, es decir, tratar el cáncer con la menor repercusión posible para el resto de los tejidos y sistemas del cuerpo.
Una de las ventajas de esta terapia es que al utilizar nanopartículas magnéticas se aplica el calor solamente en los puntos en que se han depositado previamente las nanopartículas, sin afectar otras áreas, porque los campos usados no afectan a los tejidos sin ayuda de éstas.
El objetivo inmediato de nanoScale es poner a disposición de los investigadores el equipamiento necesario para realizar todo tipo de ensayos relacionados con la búsqueda de nuevos materiales y la experimentación en muestras biológicas y animales.
En una segunda etapa desarrollarán equipos para la aplicación experimental en pacientes, según las necesidades de los investigadores. El objetivo final, al igual que el de los propios investigadores básicos, es el de llegar a la aplicación rutinaria en pacientes.
EUROPA PRESS
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- 21 Feb 2009
La nanotecnologia sigue avanzando
Dos equipos estadounidenses desarrollaron nuevos materiales que podrían despejar el camino para la creación de artículos electrónicos más pequeños, rápidos y poderosos. Esto en la medida en que la actual tecnología semiconductora comienza a alcanzar límites de miniaturización.
Un equipo ha realizado pequeños transistores -el principal componente de los procesadores de computadores- en una fracción del tamaño de aquellos utilizados en avanzados chips de silicona. Otro ha fabricado un material capaz de almacenar información de 250 DVDs en una superficie del tamaño de una moneda.
Ambos avances, que fueron publicados en la revista Science, utilizan la nanotecnología: el diseño y la manipulación de materiales miles de veces más pequeños que el ancho de un pelo humano.
La nanotecnología ha sido considerada como una forma para fabricar materiales más firmes y livianos, mejores cosméticos e incluso dar un mejor sabor a la comida.
“Hemos demostrado que podemos fabricar importantes tecnologías que son significativamente más pequeñas que los artefactos existentes”, dijo a través de un comunicado Jeremy Levy, de la universidad de Pittsburgh.
El equipo de Leavy creó sus transistores utilizando dos materiales de cristal cerámico, conocidos como aluminato de lantano y titanato de estroncio. Cuando son unidos, estos aislantes naturales conducen la electricidad mientras una carga positiva pasa por ellos.
Usando la ayuda de un microscopio de fuerza atómica, el equipo de Levy aplicó voltaje para grabar un pequeño cable conductor entre ambos materiales, que más tarde puede ser borrado revirtiendo la carga, similar a lo que ocurre en las pizarras mágicas con que juegan los niños.
“El transistor que fabricamos podría decirse que es el más pequeño que haya sido producido de una forma determinista y fiable. Y lo hicimos utilizando un instrumento que puede ser miniaturizado hasta el tamaño de un reloj de pulsera”, explicó Levy a través de un correo electrónico.
Además agregó que los mismos materiales pueden ser usados para hacer transistores del tamaño de un átomo para computadores, artefactos de memoria y sensores.
Mientras tanto, un equipo de las universidades Amherst, de Massachusetts, y Berkeley, de California, dijo que habían encontrado una forma más rápida y eficiente para fabricar una película delgada semiconductora, que creen mejoraría espectacularmente el almacenamiento de datos.
Muchos equipos han intentado utilizar polímeros para crear capas de película semiconductora, pero a menudo el material pierde su estructura cuando es extendido en largas superficies.
Para superar este obstáculo, el equipo liderado por Thomas Russell de la universidad de Massachusetts calentó cristales de zafiro para crear un diseño específico rugosidades en la superficie. Esto sirvió como guía para la película semiconductora.
“Aplicamos un concepto simple para resolver varios problemas paralelamente y resultó muy bien”, dijo Russell a través de un comunicado. Explicó que la tecnología podía hacer grupos casi perfectos de material semiconductor y que es aproximadamente 15 veces más denso que cualquier otro logrado previamente.
“Con las densidades que describimos, sería posible almacenar 250 DVDS en una superficie del tamaño de una moneda de 25 centavos”, expresó a través de un correo electrónico.
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- 4 Ene 2009
Los avances mas importantes en nanotecnologia 2008
A nanoescala, incluso los materiales más simples y más conocidos pueden presentar nuevas propiedades sorprendentes; propiedades como la resistencia, la adherencia y la absorción se pueden multiplicar simplemente encontrando la estructura adecuada a nanoescala y en el 2008, muchos ingenieros lo consiguieron.
Unos nanocables de óxido de manganeso entrelazados dieron forma a una especie de tejido de papel que engulle los vertidos de fuel sin absorber ni una gota de agua, mientras que un patrón de nanotextura diferente, que se puede aplicar a cualquier tejido, demostró servir para fabricar ropa impermeable, que emerge seca incluso después de pasar dos meses bajo el agua. Por otra parte, un material que imita las nanoestructuras que se encuentran en los pies de gecko es hasta 10 veces más adhesivo que el original.
Las novedades en nanotecnología también se han aprovechado en la búsqueda de alternativas a las fuentes de energía existentes. Una novedosa mezcla de hidruro de litio y nanotubos de carbono rellenos de oro demostró ser capaz de convertir la radiación directamente en electricidad y podría servir para impulsar las naves espaciales en misiones largas.
Los nanotubos de carbono también formaron parte de un plan para crear un nuevo tipo de fotosíntesis artificial. Los tubos actúan como almacenamiento temporal para los electrones obtenidos de la luz antes de utilizarlos en reacciones químicas que eliminan el CO2 de la atmósfera. Incluso se podría llegar a transformar el gas invernadero en combustible.
La carrera para desarrollar una batería que desbloquee el potencial de los coches eléctricos también depende de los avances a nanoescala, que incluyen mayor potencia química en un volumen más pequeño.
Los diseñadores de procesadores llevan años aventurándose en la nanoescala y en los últimos chips se han alcanzado los 45 nanómetros, pero puesto que no va a ser posible encoger mucho más el silicio, los nanocomponentes podrían ofrecer mejor rendimiento a escalas similares. Un material denominado grafeno (una lámina de carbono de tan solo un átomo de grosor) es uno de los principales competidores, ya que este año ha demostrado ser capaz de pulverizar el récord de conductividad de un material a temperatura ambiente, algo que establece el límite de velocidad en computación.
Aprovechar una de las nanoestructuras de la naturaleza (las fibras de ADN de apenas 2nm) para crear un tipo de cable diminuto de fibra óptica podría proporcionar un modo de conectar los componentes de los futuros ordenadores y enviar los datos con luz en lugar de electricidad.
Pero al igual que cuando se descubre cualquier material nuevo y exótico, la seguridad de los nanomateriales también debe ser evaluada. Todavía se desconoce hasta qué punto hemos empezado ya a liberar nanopartículas en el medioambiente, pero no hay duda de que el proceso ya está en marcha. Se ha descubierto que las nanopartículas de plata añadidas comúnmente a los calcetines para eliminar las bacterias pasan fácilmente a las aguas residuales durante su lavado. Y es probable que se produzcan más descubrimientos como este. Algunos productos del día a día como los limpiadores y las cremas solares ya contienen nanopartículas y las estructuras a nanoescala se utilizan cada vez más en la industria.
Mientras tanto, las investigaciones en laboratorio de los efectos de las nanopartículas sobre la salud han dado resultados preocupantes. Un estudio observó que los ratones que inhalaban nanotubos sufrían los efectos similares a los del asbesto; otro mostró que las lombrices que ingerían nanotubos presentaban una tasa de reproducción inferior.
Sin embargo, se han realizado muy pocos estudios como estos, lo que ha llevado a la Royal Commission on Environmental Pollution del Reino Unido a destacar la necesidad “urgente” de evaluar los efectos sobre la salud y el medioambiente de los objetos a nanoescala.
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- 1 Nov 2008
Sensor capaz de medir la masa de una proteina
Científicos en Cataluña han diseñado un sensor capaz de medir con resolución inédita hasta el momento diminutas cantidades de masa a nivel atómico, como la de las proteínas, cercanas a un zeptogramo, la milésima de la millonésima de la millonésima de la millonésima parte de un gramo.
Este trabajo, consistente en un sistema basado en nanotubos de carbono, aparece publicado en la revista Nanoletters y supone un paso más en la búsqueda de espectrómetros de masas que permitan a los científicos medir con una resolución atómica algo tan pequeño como la masa de una proteína.
La investigación ha sido dirigida por Adrián Bachtold, del Centro de Investigación en Nanotecnología y Nanociencia (centro mixto del CSIC y el Instituto Catalán de Nanotecnología), en Barcelona, con la participación de la Universidad Politécnica de Cataluña.
El sensor se basa en un nanotubo de carbono, de un nanómetro (millonésima parte de un metro) de diámetro, que está fijado por ambos extremos a dos electrodos.
A temperatura ambiente, el dispositivo tiene una resolución de 25 zeptogramos, pero cuando se enfría hasta 5 grados kelvin (268,15 grados centígrados bajo cero) su resolución mejora sensiblemente: logra captar masas de hasta 1,4 zeptogramos (un zeptogramo es la milésima de la millonésima de la millonésima de la millonésima parte de un gramo).
Hasta la fecha, los nanosensores habían logrado resoluciones de unos 7 zeptogramos a temperaturas de 4,2 grados kelvin, pero el diseñado ahora podría detectar cantidades de masa, como la que tienen las proteínas u otras unidades con una resolución atómica.
Entre sus potenciales aplicaciones, destaca la posibilidad de monitorizar las reacciones en el núcleo de átomos individuales o las reacciones químicas en moléculas biológicas.
La diminuta masa de los nanotubos (apenas unos atogramos, la millonésima parte de un microgramo) es la clave para convertirles en sensores ultrasensibles, ya que cualquier cantidad de masa que se incorpore a los tubos será detectada.
Tras este estudio, el investigador del CSIC y sus colaboradores trabajan ya en la mejora del dispositivo y, en un futuro, pretenden alcanzar una resolución de 0,001 zeptogramos, la masa del núcleo de un átomo.
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- 27 Oct 2008
Transporte de agua en nanotubos de carbono
Al descubrir el mecanismo físico que explica el rápido transporte del agua que a veces se da en los nanotubos de carbono, los científicos de la Universidad de Illinois a cargo de la investigación han dado un importante paso adelante para lograr dispositivos nanofluídicos de una nueva generación y extremadamente eficientes para inyectar medicamentos, purificar agua y permitir procesos mejores de nanofabricación.
El transporte extremadamente rápido del agua en los nanotubos de carbono se ha atribuido por regla general al hecho de que sus paredes son muy lisas y sus superficies son hidrófobas.
Narayana R. Aluru, profesor de ciencia e ingeniería mecánica de la Universidad de Illinois y sus colaboradores, han logrado demostrar ahora que el transporte rápido puede reforzarse mediante la estrategia de orientar las moléculas del agua en el nanotubo. La orientación puede dar lugar a un acoplamiento entre los movimientos rotatorios y de traslación de las moléculas de agua, resultando en un movimiento helicoidal, del tipo que sigue un tornillo, a través del nanotubo.
Utilizando simulaciones de la dinámica molecular, Aluru y Sony Joseph estudiaron el mecanismo físico que explica el transporte rápido promovido por la orientación.
Para los nanotubos muy pequeños, las moléculas de agua llenan los nanotubos adoptando una configuración de fila única, y se orientan en una dirección como resultado de los efectos del confinamiento. Esta orientación produce el transporte del agua en una dirección. Sin embargo, las moléculas del agua pueden cambiar colectivamente y a intervalos sus orientaciones, invirtiendo el flujo, lo cual impide que haya un transporte neto significativo.
En los nanotubos más grandes, las moléculas de agua no están orientadas en ninguna dirección en particular, y de nuevo no se produce el transporte.
El agua es una molécula con polos que consta de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Aunque su carga neta es cero, la molécula tiene un extremo positivo (el hidrógeno) y un extremo negativo (el oxígeno). Esta polaridad hace que la molécula se oriente en una dirección particular en presencia de un campo eléctrico.
Los investigadores han comprobado que el transporte rápido se produce al crear y mantener esa orientación, ya sea aplicando directamente un campo eléctrico o por los grupos funcionales químicos acoplados en los extremos de los nanotubos.
