Aplicaciones biomédicas

Se espera que la nanotecnología tenga un impacto significativo en la mejora de la calidad de la atención sanitaria mediante diagnósticos tempranos y fiables de enfermedades, mejores productos farmacéuticos, administración selectiva de fármacos, mejores materiales para implantes y otras aplicaciones.

Se están desarrollando biosensores para la detección temprana de varias enfermedades potencialmente mortales. Utilizando una combinación de nanomateriales, nuevas técnicas de fabricación de dispositivos y avances en el procesamiento de señales, estos sensores buscan identificar la firma de una condición o enfermedad particular. Se espera que los nanobiosensores que utilizan nanotubos de carbono o nanocables de silicio (que pueden albergar moléculas sonda específicas) se produzcan en masa utilizando técnicas desarrolladas por la industria de la microelectrónica.

La nanotecnología también desempeñará un papel importante en la terapéutica. Dos áreas donde se espera que la nanotecnología tenga un impacto son síntesis de medicamentos mejorados y entrega de medicamentos dirigida. Específicamente, una cierta familia de moléculas conocida como dendrímeros (éstas son moléculas repetidamente ramificadas) se consideran candidatos para la administración eficaz de fármacos. Estas estructuras a base de polímeros se pueden utilizar para albergar agentes terapéuticos y entregarlos a su destino.

En la actualidad, el diagnóstico y la terapéutica se basan en gran medida en datos estadísticos recopilados de la población general. ¿Qué tal la medicina individualizada basada en la propia composición genética? Los diagnósticos inequívocos y la reducción de los efectos secundarios de los medicamentos podrían ser dos beneficios importantes. Esta dirección requeriría una técnica simple, confiable y rápida para identificar, almacenar y entregar la composición genética de cada uno con fines médicos.*

Las personas que necesitan piezas de repuesto para sus cuerpos (piernas, extremidades, ligamentos u órganos) pueden esperar sustitutos más confiables y a prueba de rechazo utilizando materiales de nanoingeniería, incluidos mejores compuestos que utilizan nanotubos, nanopartículas y otros nanomateriales con propiedades mecánicas deseables. Algunas de las propiedades deseables incluyen una mejor integración en los sistemas del cuerpo, incluidas respuestas mejoradas a las señales neuronales. Estos contribuirían al desarrollo de componentes artificiales fiables y duraderos.

*A tecnología de secuenciación de genes basada en nanoporos es un candidato para responder a este desafío. En el enfoque de nanoporos, un diafragma que contiene un poro de 1 a 2 nm de diámetro se aloja en una celda electrolítica con dos electrodos que contiene el ADN que se va a secuenciar en una solución tampón. Bajo un potencial aplicado, el ADN migra y, cuando atraviesa el poro, suprime la corriente de fondo generada por los iones en la solución tampón al bloquear el pequeño poro. Una vez que el ADN pasa completamente a través del nanoporo, la corriente se recupera al nivel original. El tiempo de translocación del ADN a través del poro y la cantidad de corriente que cae desde la corriente de fondo se correlacionan con la longitud y los detalles de la secuencia del ADN que pasa a través del poro.