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Posted in | Nanomaterials

Encapsular sustancias en nanoesferas útiles cuando se aplica a Radiodiagnóstico, Electrónica y Sensores

Published on July 7, 2009 at 9:01 PM

Un grupo de investigadores del Instituto Catalán de la Nanociencia y Nanotecnología (CIN2), perteneciente al Instituto Catalán de Nanotecnología y el español Consejo Nacional de Investigaciones Científicas (CSIC), ubicado en la UAB Parque de Investigación y el Departamento de Química de la UAB han desarrollado y patentado un método que obtiene diminutas cápsulas organometálicas van desde los micrómetros de tamaño nanométrico. Estos encapsular sustancias en nanoesferas que contienen las propiedades intrínsecas de metal, tales como el magnetismo, la fluorescencia o la conductividad, que podría ser útil cuando se aplica al radiodiagnóstico, la electrónica o los sensores.

Nanopartículas. Encapsulación de sustancias y el control de entonces cuándo y cuánto se libera es una de las estrategias de más reciente desarrollo en los campos de la química, la medicina, la ciencia de los materiales y las tecnologías medioambientales. (Crédito: Imagen cortesía del Instituto Catalán de la Nanociencia y Nanotecnología)

Encapsulación de sustancias y el control de entonces cuándo y cuánto se libera es una de las estrategias de más reciente desarrollo en los campos de la química, la medicina, la ciencia de los materiales y las tecnologías medioambientales. Esta estrategia persigue la idea de la "bala mágica", que se ha discutido durante mucho tiempo, especialmente en el campo de la medicina: poder transportar las sustancias terapéuticas al lugar concreto donde se necesitan.

Hasta ahora esta técnica ha sido posible con liposomas (de uso común en cosmética), dendrímeros (macromoléculas poliméricas) o partículas orgánicas poliméricas. En estos casos, las cápsulas están formadas por moléculas orgánicas. Sin embargo, encapsular sustancias en partículas que contienen metales no se había logrado hasta ahora.

Y eso es precisamente lo que ha sido realizado por el grupo de investigación en el Instituto Catalán de la Nanociencia y Nanotecnología (CIN2) - perteneciente al Instituto Catalán de Nanotecnología y el español Consejo Nacional de Investigaciones Científicas (CSIC), ubicado en el Parc de Recerca UAB - y la UAB Departamento de Química. Los investigadores han desarrollado y patentado un método para obtener diminutas cápsulas organometálicas (es decir, formado por una parte orgánica, material parcialmente metálico) van desde los micrómetros de tamaño nanométrico. La incorporación de metales implica que las nanoesferas se contienen las propiedades intrínsecas de metal, tales como el magnetismo, la fluorescencia o la conductividad, que pueden ser útiles en aplicaciones médicas, por ejemplo, radiodiagnóstico, la electrónica o los sensores.

Los autores de este método son Daniel Maspoch, Imaz Inhar, y Daniel Ruiz-Molina, investigadores de los materiales nanoestructurados funcionales (NanoSFun) grupo del CIN2, y Jordi Hernando, investigador del Departamento de Química de la UAB. Sus nombres están incluidos en el artículo que será publicado en la revista Angewandte Chemie International Edition, y que se puede encontrar en línea como uno de los destacados de la revista.

Método eficaz y fácilmente escalable

El método permite la creación de micro y nanoesferas por la unión de dos unidades: una molécula orgánica o vinculante, que actúa como "pegamento", y un ión metálico. En general, las acciones molécula orgánica un par de electrones con un ión metálico y esto les da la tendencia a unirse. Describe simplemente, el método consiste en mezclar una solución compuesta de iones metálicos, moléculas orgánicas y el principio activo que se va a encapsular. Cuando la solución se agita, ya sea mecánicamente o con ultrasonidos, los iones metálicos unirse a las moléculas orgánicas que forman las esferas, por lo que la captura dentro de ellos el principio activo presente en la solución. El sistema es relativamente simple y no presenta ningún problema particular con respecto a su utilización a nivel industrial.

"Esta simplicidad sin embargo no significa que no se puede utilizar para una variedad de propósitos. Dependiendo de la composición de la mezcla, la concentración, la rapidez y el tiempo que se agita, y la velocidad a la que cada uno de los componentes añadidos es, el tamaño de las nanoesferas se puede variar, al igual que características como la fluorescencia o porosidad. Todos estos factores pueden ser controlados y variados dependiendo de la aplicación es necesaria. Por lo tanto, la porosidad es relevante en nanoesferas que están programadas para liberar la sustancia que contienen a través de los poros de la cápsula ", explican los científicos.

En muchos otros casos sin embargo, la sustancia se libera durante la degradación de la nanoesfera, que "se desintegra" en un momento determinado (que también se puede programar) y libera su contenido. Las unidades que forman la nanoesfera (iones metálicos y moléculas orgánicas) también se puede cambiar en función del tipo de aplicación deseada. Por lo tanto, una aplicación hipotética podría estar formado por una esfera con gadolinio, lo que permitirá que sea utilizada como un agente de contraste en radiodiagnóstico y en el transporte mismo tiempo el principio activo directamente a las células que necesitan ser tratados, gracias a la incorporación de un anticuerpo que detectaría las células diana.

Las posibilidades son casi infinitas y la selección de las moléculas no sólo dependerá de la aplicación, pero en la estabilidad que se espera de la esfera. En el detalle del artículo los investigadores los resultados alcanzados con esferas formadas con zinc que, según pruebas de laboratorio, se puede mantener estable cuando se almacena en alcohol durante cinco o seis meses. Este plazo se reduce a unos pocos días cuando se almacenan en el agua o la sangre. Los científicos explican que no dejan de trabajar para hacerlas más estables.

La ventaja de la encapsulación en comparación con los procesos convencionales de administración de fármacos reside en el hecho de que limita el número de efectos secundarios de forma selectiva la liberación de la droga en el área específica donde se necesita el tratamiento. Por lo tanto, la cantidad de droga requerida se reduce y los niveles necesarios de la droga se mantienen por un período de tiempo más largo. Esta estrategia ya se está aplicando a los tratamientos para el cáncer y otras enfermedades pulmonares. Se calcula que sólo en los Estados Unidos, este negocio movió aproximadamente 117 mil millones de dólares en el año 2000, una cifra que se espera que aumente a 366 millones de dólares en 2010.

Last Update: 5. October 2011 20:01

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