La nanotecnología en la medicina.

Resumen

En el presente artículo se hablará acerca de la importancia de los avances nanotecnológicos aplicados a la medicina, creándose una nueva rama, llamada nanomedicina, está se ha desarrollado exponencialmente y al parecer revolucionará la historia de la salud en los seres vivos, prometiendo identificar, tratar, eliminar e incluso prevenir enfermedades que se creían imposibles de erradicar.

La nanomedicina atacará a nivel molecular y con la manipulación de los átomos se pretende destruir células cancerígenas, una mejor absorción de los medicamentos e inhibir patologías con las que el hombre ha vivido siempre. Los fármacos serán más directos y selectivos, eliminando daños colaterales, aumentando la esperanza de vida y la calidad de esta misma.

Summary.

In this article we will talk about the importance of advances in nanotechnology applied to medicine, creating a new branch, called nanomedicine, is has developed exponentially and apparently will revolutionize the history of health in living things, promising to identify, treat, eliminate and even prevent diseases that were thought impossible to eradicate.

Nanomedicine attack at the molecular level and the manipulation of atoms is intended to destroy cancer cells, better absorption of drugs and inhibit pathologies with which man has always lived. The drugs will be more direct and selective removing collateral damage, increasing life expectancy and quality of the same

 

Por: Ing. Nova Gabriela Zamudio Cabrera

Ingeniera Química Industrial

 

Introducción.

En la actualidad hablar de cómo la tecnología ha cambiado al mundo en todos los ámbitos ya nos parece tan común y cotidiano, pero cuando nos adentramos en observar, leer y analizar la forma en que se desarrolla, nuestro conocimiento se vuelve infinito y aún más curioso.

Ahora imaginemos estos avances a nivel atómico, donde se modifique estructuras moleculares o se alteren las propiedades de algunos elementos químicos o materiales para el beneficio de la salud, esto le permitiría al hombre comprender ampliamente el comportamiento de algunas enfermedades y así inhibirlas o encontrar la forma de evitarlas, por ejemplo: permite detectar, identificar y atacar de forma más específica  a las células alteradas a través de marcadores biológicos y no de biopsias, incluso antes de desarrollarse, administrar fármacos de una manera directa sin dañar a las células sanas, llegando el medicamento sin degradarse, el poder para regenerar los órganos y tejidos dañados dentro del organismo.

El universo nano.

Es increíble como cada eslabón que el hombre ha logrado en esta cadena evolutiva de la ciencia a través del tiempo es interminable, ahora si pensábamos que con el descubrimiento del microscopio simple en 1590 por Zacharias Janssen, se abría un mundo invisible ante nuestros ojos que conocer, interactuar y modificar, nos equivocábamos, este aparato siguió perfeccionándose hasta ir explorando universos cada vez más pequeños, en 1981 los científicos Heinrich Rohrer y Gerd Binning (Premio Nobel de Física en 1986), idearon el microscopio de efecto túnel (Fig. 1) que tiene una resolución de 0.1 nm de resolución lateral y 0.01 nm de resolución de profundidad  en el cual se puede visualizar y manipular los átomos individuales dentro de los materiales (Un nanómetro equivale a la milmillonésima parte del metro).

Pero este universo nano lo pronostico Richard Feynman (Premio Nobel de Física en 1965), en el Instituto de Tecnología de California en 1959, predijo que tarde o temprano, se podrían mover los átomos de manera individual y construir configuraciones diferentes  de las que existen en la naturaleza, y el mundo.

La nanotecnología son avances que permiten evolucionar cada área científica a escala nano, aportando conocimientos para una mejor calidad de vida en los seres vivos y cambiar las condiciones que vivimos en la actualidad, donde el tipo de alimentación, el medio ambiente, el estrés cotidiano han perjudicado nuestra salud y alterando molecularmente nuestra estructura.

 

La nanomedicina.

Es una rama médica que los científicos buscan aprovechar al máximo valiéndose de la nanotecnología para realizar cambios a la salud de los pacientes que sufren enfermedades a nivel celular o molecular mejorando así la calidad de vida de los seres vivos y tener así un control de la enfermedad a través de la monitorización, en cada una de las etapas de estos padecimientos, para después erradicarla definitivamente.

La esperanza de vida del hombre ha aumentado en los últimos años, esto ha representado un problema para el sector salud y la economía del país, ya que hay muchas personas de edad avanzada y muchas más con otros tipos de enfermedades que afectan su vida laboral y no les permite ser productivas, es por eso que se buscan nuevas fuentes que permitan mejorar la calidad de vida, aumentar su energía y ganas de vivir de forma saludablemente.

Al escuchar algunos avances científicos se creería que esta disciplina es muy futurista, pero en realidad ya la estamos viviendo, los laboratorios busca siempre estar a la vanguardia evolutiva creando fármacos que ayuden a establecer el equilibrio sano de las personas.

 

La nanomedicina y sus principales áreas.

La nanomedicina a su vez contempla tres áreas para dividir su trabajo de forma más especializada y enfocarse en los problemas de salud según su estado de evolución: el nanodiagnóstico, la liberación controlada de fármacos (nanoterapia) y la medicina regenerativa. El nanodiagnóstico se encarga de desarrollar sistemas de análisis y de imagen para revelar una enfermedad o un mal funcionamiento celular en las etapas más tempranas 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.

Para llevar a cabo un buen desarrollo de la nanomedicina se requieren una correcta interacción de la tecnología con el cuerpo humano a través de dispositivos de escala manométrica cuya función es recabar información para así cumplir con la relación entre las tres áreas principales de esta ciencia.

 

Nanodiagnóstico

Es la pimera etapa para la detección de enfermedades a nivel celular o molecular, esto se llevará a cabo a través de nanodispositivos, sistemas de contraste y biosensores.

Nanoterapia

Aquí se utilizan farmacos con un recubrimiento especial que logre protegerlos hasta llegar al punto donde se encuentra localizada la alteración celular, y así poder destruirla de manera selectiva sin dañar otras células sanas. Gracias a su formulación nanoestructurada aumenta la solubilidad y eficacia, reduciendo así su cantidad administrada.

Medicina regenerativa

Es una área que busca regenerar a través de la reparación o remplazamiento de tejidos y órganos mediante la aplicación de métodos procedentes de terapia génetica, terapia celular, dosificación de sustancias bioregenerativas.
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Liberación controlada de fármacos.

A través de la nanomedicina se desarrollan diferentes sistemas de liberación controlada del fármaco para que actúe de manera directa sin alterar otras estructuras dentro del organismo, este tipo de transporte debe ser capaz de reconocer la zona dañada para inhibirla o destruirla de manera definitiva.

Según donde se encuentre la alteración a corregir, será el tipo de medicamento y la vía para llegar a ella, ya que debe atravesar membranas, las cuáles van absorbiendo y debilitando su eficiencia y velocidad, por lo que es necesario saber su principio activo para llegar al lugar de acción. Estas vías de administración pueden ser: vía digestiva, parenteral, respiratoria y tópica.

La administración tópica es directa sobre la piel o en las mucosas, cuya acción se efectúa en el sitio mismo de la aplicación y sus objetivos son proteger la piel o las mucosas, desinflamar, aliviar el dolor y el prurito, controlar infecciones, disminuir la secreción de líquidos e impedir la formación de costras y estimular la cicatrización.

En este tipo de fármacos administrados directamente sobre el área afectada los laboratorios  ha encontrado en la nanotecnología un aliado, creando así un medicamento que combate con rapidez y con el más potente efecto antiinflamatorio una crema capaz de mitigar los dolores osteoarticulares y reumáticos, cuyo principio activo es un elemento antiinflamatorio no esteroideo (AINE). Esta sustancia gracias a la nanotecnología llega de manera directa con un nuevo sistema de liberación y distribución de medicamento, aumentando el poder de absorción y concentración en el sitio donde se produce el dolor, minimizando los efectos secundarios generados por la administración vía oral, ya que estos afectan al estómago al pasar por el sistema digestivo.

De acuerdo con Davis, la nanotecnología consiste en el manejo molecular de unas estructuras orgánicas llamadas liposomas (liponanosomas), y es uno de los sistemas de administración de medicamentos y productos biológicos más atractivos por su funcionalidad.

Este método de liponanosomas ha demostrado que lleva los ingredientes delicados a las capas inferiores de la piel, convirtiéndolo en un sistema de "entrega" del medicamento a las áreas afectadas por las enfermedades reumáticas y osteoartríticas.

Estas características permiten al fármaco actuar más rápido con toda su eficacia y con mayor seguridad, permitiendo al paciente continuar su tratamiento hasta terminarlo y reanudar su vida productiva con mayor rapidez.

Los Antiinflamatorios no esteroideos (AINE) son muy recetados en todo el mundo por médicos. Desde la introducción de la aspirina por Bayer en 1897, seguido por indometacina en 1962 hasta la época actual donde se comercializan más de 1 docena de AINE para uso oral, parenteral y tópico. En el 2004 se hicieron cerca de 100 millones de prescripciones en los Estados Unidos. En el Reino Unido se hacen cerca de 20 a 24 millones de prescripciones anuales de AINE orales que representan el 5% de todas las prescripciones farmacológicas.

Los AINE tópicos son aquellos que se aplican a nivel local, en la piel del área afectada, alcanzando las concentraciones efectivas a este nivel, sin alcanzar concentraciones sistémicas que se asocian a efectos adversos, tal como sucede con las presentaciones transdermicas que si alcanzan concentraciones plasmáticas importantes. Los AINE aplicados a nivel tópico logran concentraciones terapéuticas en el sitio de aplicación, se evita el metabolismo de primer paso, el riesgo de daño a nivel gastrointestinal y otros efectos adversos. Para que un fármaco a nivel tópico pueda alcanzar los tejidos blandos, hueso y articulaciones donde debe hacer su efecto es necesario que se absorban a nivel de la piel, atravesando el estrato corneo, epidermis membrana basal y dermis. Dicho fármaco debe permanecer en su forma ionizada y tener propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas para su penetración optima a través del estrato corneo y la epidermis que son lipofilícas y acuosas respectivamente. Los AINE son ácidos débiles, con propiedades lipofilícas, con valores de pKa entre 3 y 4.6 y que a un pH fisiológico se encuentra en su forma ionizada en un 99%. Tienen un peso molecular entre 200 y 400 Da, siendo fácilmente absorbibles a través de la piel.

Los primeros ensayos clínicos que reportaron el uso de AINE tópicos surgieron a partir de 1970, desde entonces han aparecido diversas formulaciones de AINE tópicos en crema, gel, parches y soluciones (lociones) para el control del dolor musculoesquelético, principalmente se comercializan en países de Europa. En el año 2007 se aprobaron dos AINE tópicos por la FDA, ambos contienen diclofenaco como compuesto, el primero es Voltaren (diclofenaco de sodio en gel al 1%) indicado para el tratamiento de Osteoartritis degenerativa de articulaciones de rodillas y manos y Flector (diclofenaco epolamina parche 1.3%) para el tratamiento de dolor agudo por contusiones, torceduras y esguinces. En la actualidad existen muchos más como ibuprofeno, ketoprofeno, piroxicam, indometacina y bencidamina.

 

Conclusiones.

Gracias a la labor de los científicos y médicos que en su búsqueda por encontrar la forma de ayudar al ser humano, han encontrado en la nanomedicina el camino para seguir avanzando a pasos agigantados en la modificación de fármacos que permitan llegar de forma directa, sin causar daño colateral a otras partes del cuerpo e incluso previniendo la misma enfermedad.

Es increíble este mundo nano, ya que estamos construidos de átomos, al igual que todo lo que nos rodea, y poder observarlo con esa precisión nos hace una manera fácil de encontrar las fallas que ocasionan las enfermedades y comprender nuestro origen.

El localizar, estudiar, inhibir o destruir células alteradas es un camino largo por erradicar todas las afecciones que nos aquejan, pero seguiremos creciendo y conociendo aún más nuestro universo a nivel molecular.

 

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