Nanopartículas algún día puede venir al rescate de las personas expuestas a agentes químicos, biológicos o radiológicos. Los investigadores de Argonne están en las etapas de las primeras pruebas de un sistema que purifica la sangre de los contaminantes por medio de minúsculas partículas magnéticas y un separador de portátiles, magnético externo. Los métodos actuales de limpiar la sangre de los materiales peligrosos radioactivos y otros se limitan principalmente a las técnicas de diálisis y filtración, dijo Michael D. Kaminski de la División de Ingeniería Química de Argonne. Kaminski es el desarrollo del nuevo sistema con Axel J. Rosengart de la Universidad de Chicago. Por desgracia, procedimientos médicos actuales para desintoxicar la sangre humana se limitan a sólo unos pocos tipos de toxinas, limitando drásticamente las opciones de tratamiento para las víctimas expuestas. Además, existen varias deficiencias importantes, con la tecnología actualmente disponible. Los tratamientos pueden durar varias horas para completar, requieren de la facturación y la filtración de grandes volúmenes de sangre, son bastante ineficientes en la eliminación de toxinas y puede ser riesgoso para el paciente. Por estas razones, los métodos actuales se circunscriben principalmente a pacientes con insuficiencia renal y ciertos tipos de sobredosis de drogas. Existen tratamientos alternativos, tales anticuerpos y quelantes - sustancias que se combinan con y neutralizar las toxinas. Estos tratamientos pueden ser utilizados para determinados tipos de toxinas, pero no son eficientes. Además, pueden causar efectos secundarios graves, como reacciones alérgicas e insuficiencia orgánica. "Lo mejor que pueden hacer los médicos para la mayoría de la exposición de riesgo biológico es el tratamiento de soporte", dijo Kaminski. "Este nuevo sistema será diseñado para eliminar directamente los agentes tóxicos de la sangre -. Forma rápida y eficiente" El sistema de desintoxicación de riesgo biológico previsto por Kaminski y Rosengart se utilizan nanopartículas biodegradables entre 100 y 5.000 nanómetros (un nanómetro es la diezmillonésima parte de un centímetro) en tamaño - lo suficientemente pequeño para pasar a través de pequeños vasos sanguíneos y, sin embargo lo suficientemente grande como para evitar que se filtran de el torrente sanguíneo por los riñones. Las partículas contienen un compuesto de hierro magnético y se cubrirá con un tipo de polietilenglicol, lo cual les impide ser atacado por los glóbulos blancos. Las partículas contienen una proteína específica que se une a un agente tóxico específico. Las partículas se inyecta vía intravenosa en el paciente y circulan por el torrente sanguíneo, donde las toxinas se unen a las superficies de nanopartículas de antitoxina. Para retirar posteriormente las nanopartículas y las toxinas adjunto, un pequeño de dos canales de derivación (similar a un tubo de exanguinotransfusión) se inserta en un brazo o una arteria de la pierna que la sangre circule hacia y desde un separador magnético externo. En el separador, la sangre corría a través de una serie de pequeños tubos de ramificación, donde potentes imanes que inmovilizar las partículas a base de hierro. Sangre limpia continuaría fluyendo a través de los tubos y de nuevo en el cuerpo. Las últimas pruebas en ratas demostraron la promesa del sistema. Los científicos utilizaron peroxidasa, una enzima comúnmente utilizados en los experimentos de biología, para simular una toxina. Las nanopartículas eran de magnetita, un mineral altamente magnético encapsulado en esferas de poliestireno. Diferentes tamaños de nanopartículas y las composiciones se pusieron a prueba, el nivel de "toxina" en el torrente sanguíneo de las ratas se redujo en un 50 por ciento en media hora o menos. "Aunque el objetivo inmediato de los centros de investigación sobre los posibles peligros biológicos, químicos y toxinas guerra radiológica, la tecnología podría extenderse a otras condiciones médicas", dijo Rosengart. El sistema se puede prestar a situaciones de emergencia sobredosis de drogas y medicamentos, por ejemplo, o el tratamiento de diversas enfermedades crónicas o agudas. La base de este trabajo fue establecido el año pasado cuando Kaminski, Rosengart y sus colegas completaron un pequeño proyecto de investigación exploratoria que condujo directamente a este programa de investigación más amplio financiado por DARPA. La investigación futura se centrará en determinar la composición óptima de las nanopartículas, la búsqueda de tipos de receptores para unirse a varias toxinas y el desarrollo de un separador compacto externo que puede ser utilizado por los servicios de emergencia. |