Nanotecnología con un enfoque médico. Texto destinado a alumnos de medicina, para el público en general que tenga interés sombre la temática.

1. BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA
FACULTAD DE MEDICINA
D.H.T.I.C.
Profra. Lilian Gaona Osorio
Tarea 7: “Ensayando”
“NANOTECNOLOGÍA CON UN ENFOQUE MÉDICO”
Martínez Fuentes Raquel
Verano 2013
Puebla de Zaragoza, Pue., a 26 de junio de 2013.

2. INDICE
Resumen 3
Introducción 4
Desarrollo
1. Definición 4
2. Antecedentes 5
3. Aplicación en el campo médico 6
3.1 Nanomedicina en ayuda al cáncer 8
3.2 Nanomedicina busca tratamiento eficaz contra la Diabetes 10
4. Nanotecnología en medicina, una visión futurista 11
5. Conclusión 12
6. Bibliografía 13

3. NANOTECNOLOGÍA CON UN ENFOQUE MÉDICO
Resumen
Como una ciencia emergente, la nanomedicinatendrá extraordinarias
implicaciones para la profesión médica en un futuro, con innumerables fines para
aumentar los conocimientos, para la definición de mucha enfermedades, para el
diagnóstico y tratamiento de distintas condiciones patológicas. Así como rama de
la medicina aún naciente, existe cierta falta de interés por algunos médicos, sin
embargo al ser una rama de estudio multidisciplinaria, son otros profesionistas con
los pocos interesados en hacerla crecer cada vez más. Es una ciencia que tiene
cierta historia, que data desde no hace mucho, existen muchas investigaciones de
gran interés en este campo.
En primera instancia se define lo que es “nanotecnología”, pues hay que
saber de qué es lo que se está hablando para que se pueda uno introducir más en
el tema. En segundo lugar, la historia es importante, para situarnos en el contexto
y de ahí partir hacia diferentes rumbos del tema, siendo así en primera instancia
nos situamos en un contexto histórico interesante y sobresaliente, que nos lleva de
la mano a explorar lo que se vive hoy en día con cada uno de los avances, para
finalizar se agrega un apartado que habla de la nanomedicina del futuro, donde se
habla de algunos experimentes de este rubro aún en investigación, sin duda muy
prometedores para salvaguardar la salud.
Introducción

4. El presente trabajo de investigación está dirigido sobre todo a los estudiantes de
los primeros grados de la carrera de medicina, con el objetivo de que se creen una
idea general de esta nueva tecnología en vías de desarrollo para ser aplicada en
el campo médico en un futuro por ellos mismos.
Sin duda alguna, la hipótesis que se intenta defender a lo largo del presente
trabajo tiene que ver el sinnúmero de ventajas que traerá consigo la aplicación real
de estas tecnologías en la medicina, no se quiere decir que aún no sea una
realidad, claro que lo es, sin embargo le hace falta el personal capacitado para
poder desarrollarla más específicamente y que sea accesible para la mayoría de la
población, es decir hace falta llegar a su auge, pero no se duda que se llegue a
esto. De esta manera será aplicable no solo para el tratamiento específico, sino
también en el diagnóstico oportuno así como en la prevención de cualquier
enfermedad, el sueño de todo médico el poder lograrlo.
1.Definición
La nanotecnología es una de las vertientes más prometedoras dentro de los
nuevos avances tecnológicos en amplio campo de la medicina. Trivialmente se
podría dar una definición, situándola como rama de la medicina que permitiría la
posibilidad de curar enfermedades desde dentro del cuerpo y al nivel celular o
molecular, sin embargo se considera importante entender de una manera
adecuada la definición para que los demás punto de los que se hable más
adelante sean bien comprendidos.
Históricamente El término “nanotecnología” fue definido por primera vez en
1974 en el artículo OnBásic Concept of ‘Nano.Technology” publicado por el
profesor e ingeniero NorioTaniguchi, catedrático de la Universidad de Ciencias de
Tokio. En este artículo el profesor la define como: Un proceso de separación,
consolidación y deformación de materiales por un átomo o molécula.
Hablando estrictamente según lo que nos acontece la nanomedicina es una
rama de la nanotecnología con aplicaciones directas en medicina, que está
permitiendo el abordaje de las enfermedades desde el interior del organismo, a un
nivel celular o molecular. De este modo, los dispositivos con un tamaño menor de

5. 50 nm pueden entrar fácilmente en la mayoría de las células mientras que, los
menores de 20 nm pueden transitar por el torrente circulatorio sin que sea
detectado por el aparato inmune del organismo y así no se induzca una reacción
anafiláctica que afectaría al paciente.
Actualmente la palabra „nanotecnología‟ tiene un significado extenso, pues
su definición engloba a todas aquellas ciencias y técnicas que se encargan del
estudio, diseño, creación, síntesis y control, que para describirlo de una manera
más objetiva y en dos palabras clave, se encarga de la manipulación y aplicación
materiales, aparatos y sistemas a escala nanométrica para el beneficio humano.
Ahora se pasará a desglosar a la palabra de nuestro tema principal en base
a su significado etimológico. El prefijo „nano‟ proviene del griego y significa
„enano‟, este prefijo es tiene un uso o aplicación estrictamente científica que
corresponde a la mil millonésima parte de un metro, o expresado en términos
matemáticos 10-9
m, de esta manera con el enfoque médico que no se debe
perder de vista se crearán partículas de ese orden de tamaño para ser
introducidas vía hemática y así puedan realizar las actividades antes descritas.
2. Antecedentes
Arriba es mencionando el origen formal de la palabra „nanotecnología‟, sin
embargo, existen antecedentes de muchos años antes aún, como es caso del
ganador del Premio Nobel de Física, el profesor Richard Feynman que con una
visión futurista en 1959 predijo que sería mucho el alcance que se tendría en las
ciencias y en la tecnología, al manipular humanamente a la materia a una escala
molecular y más aún a una escala atómica.
Para situarse en una realidad más nuestra, se hablará de la situación de la
nanotecnología en México conforme ha avanzado el tiempo. Para empezar, las
nanociencias poco a poco se han logrado abrir camino en el ámbito científico
nacional, y para ser un poco más razonables tiene mucha lógica, pues la situación
de México es la de ser una país subdesarrollado, por lo tanto faltan recursos
económicos que financien esta cuestiones nanocientíficas ya que hay otras
necesidades en el país de vital importancia en la que el gobierno debe centrarse.

6. Pero al ser las nanociencia una herramienta de mucha importancia sobre todo en
un futuro el gobierno empezó a mostrar mayor interés es este ámbito apoyando
sobre todo con recursos económicos. En un reporte realizado en el 2007, se dice
que en México las nanociencias ganaron un espacio importante en los centros de
investigación y en algunas universidades a partir de los años 2000 hasta esa fecha
(2007). De igual manera, no solo se quedó con el ámbito nacional, sino se buscó
abrir brecha con otros países, al promoverse programas de investigación y
convenios científicos con Estados Unidos y países europeos.
Dentro de lo más resaltable se crean las siguientes instituciones en apoyo a
la nanotecnolgía. Primero el Laboratorio de Nanotecnología de la UAM-Iztapalapa,
dirigido en ese entonces por el doctor NikolaBatina, el cual se especializa en el
estudio de superficies de nanopartículas. En el 2005, este centro de investigación
se une en colaboración a la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del IPN, con
el proyecto de células vivas cancerígenas, cuyos resultados nos darían pautas
precisas para el diagnóstico y tratamiento alternativos contra esta patología. Por
otra parte, el CINVESTAV realizó un programa de estudio de películas delgadas
semiconductoras y superconductoras utilizando las técnicas de trasporte en
espacio reducido y por plasma, con el fin de estudias sus propiedades electrónicas
y fisiocoquímicas.
Y esto es por mencionar solamente algunos de los avances que se han
logrado, hoy en día, los avances científicos se dan día a día y con mayor fuerza
cada vez.
3.-Aplicación en el campo médico
El hecho de querer profundizar en el tema de la nanomedicina se justifica por sus
numerosas y futuras aplicaciones en diversos aspectos médicos, lo único que falta
es hacer esto aún más real de lo que ya es y como todo también tiene un
inconveniente, debido a que esta es aún una ciencia emergente y no se ha
comprobado como tal su aplicación en humano, aún hay que hacer pruebas que
validen la realidad de una medida nanotecnológica preventiva, diagnóstica o
terapéutica. Por lo que las áreas principales donde la nanotecnología puede tener

7. mayor impacto son en orden de importancia, primero el fin terapéutico, pues hoy
en día el número pacientes que padecen de enfermedades „incurables‟ aumenta
cada vez más, incluso aumenta el número de enfermedades aparentemente
extrañas, por lo tanto si se desconoce la causa de origen de la patología se
desconoce el tratamiento específico. Las nanoesferas, nanocápsulas y
nanopartículas, son algunos ejemplos de las tecnologías aplicadas al tratamiento
El segundo punto es en el diagnóstico, el hacer un diagnóstico oportuno y
sobre todo precoz ante cualquier enfermedad, para dar un tratamiento adecuado y
para prevenir que alguna enfermedad trasmisible ocasione una epidemia o aun
peor prevenir una pandemia, es de vital importancia para tener una población sana
y como consecuencia secundaria así reducir el recurso económico dedicado al
tratamiento. Solo por mencionar algunos de los elementos nanotecnológicos que
ya son una realidad, sin explicar su estructura y funcionalidad, alguno de estos son
nanocables, nanocantilevers, nanotubosnanoporos y nanocristales, solo pon
mencionar algunos
Y como tercer aspecto, otro fin de la nanomedicina es la prevención,
actualmente se enfatiza en hacer una medicina preventiva antes que una medicina
terapéutica, como se hace ya en otros países, y sin lugar a dudas la prevención
por más simple que parezca tiene mil y un ventajas, en primer lugar el mantener
saludable a la población, también disminuir el recurso económico dirigido a la
terapéutica en el sector salud y con esto aumentar los recursos para la educación,
la investigación, la pobreza, solo por mencionar a algunos.
A continuación se mencionan simplemente a manera de ejemplificación dos
de los avances de la nanomedicina, uno, el del cáncer es que el ha causado
múltiples controversias, y el otro, el de la diabetes, este tema fue escogido debido
a que la está es una enfermedad crónico degenerativa de cuya incidencia va a la
alza en México.
3.1 Nanomedicina en ayuda al cáncer

8. Para empezar, cabe mencionar que esto no va más allá de ser aún una
investigación, ya que es solo un proyecto y por más intentos que se han realizado
aún no es una realidad, pero estos esfuerzos en la investigación en un futuro
darán buenos resultados aplicables a la patología como tal.
Hoy en día, la investigación en este aspecto se centra en un invento
científico denominados quantum dots o puntos cuánticos, no solo tienen aplicación
médica sino también se le da otros usos como el de leer disco compactos, estos
pertenecen a una clase de marcadores luminiscentes de mucha mayor potencia
que los marcadores convencionales utilizados en la medicina. Su funcionamiento
es a través de un fenómeno de un electrón hueco llamado “excitón”.
Dentro del área biomédica, Edgar y colaboradores en 2011 mencionaron
que el número y la diversidad de bacteriófagos (virus que infectan bacterias) en el
ambiente proveen de una poderosa y específica herramienta de detección
bacteriana, y ya que los fagos infectan selectivamente a cierto tipo de bacteria,
éstos pueden se conjugados con los puntos cuánticos y así realizar detecciones
más precisas de las bacterias a las que infectan, lo cual a su vez es un poderoso
instrumento para realizar estudios de calidad del agua o en muestras orgánicas de
pacientes. Pero su uso no se limita solamente a la detección bacteriana, sino
también pueden ser utilizados para la detección de ácidos nucleicos, de esta
manera lo que se puede diagnosticar o prevenir son enfermedades genéticas.
De igual manera, en base a la identificación de tumores en base a
nanopartículas se utiliza de dos maneras: Identificación pasiva e identificación
activa. La activa es mucho más específica, se basa en la identificación de
biomoléculasque se unen a las nanopartículas, éstas son tumor-específicas, por lo
que solamente se unirán a aquellas células tumorales, y con ayuda de más
marcadores como tinciones se podrá identificar exactamente el sitio dañado. La
pasiva se basa en la irrigación, puesto que los vasos que van a irrigar a un tejido
sano son diferentes a los vasos tumorales, que como su nombre lo indica irriga a
los tumores, la diferencia recae en que esto vasos tiene porosidades grandes que
van desde 200nm hasta 1.2 micras, entonces el paso de la nanopartículas al
espacio extravascular, que al ser muchas forman un cumulo, y como los quantum

9. dotsson otra manera de contraste, se visualizan más fácilmente y se tiene una
certeza mayor del sitio donde se localizan.
El diagnóstico temprano sería ideal para que en base a los tratamientos
tradicionales actuales como son la quimioterapia se implementara la terapia en
tiempo oportuno y así haya una mayor probabilidad de que el tratamiento sea
eficaz. Pero algo mucho más importante es prescribir un tratamiento altamente
específico, puesto que la terapia tradicional actual inmunosuprime de manera
general al paciente por lo que las repercusiones pueden ser aún peores, entonces
si se logra obtener un tratamiento en base a la nanomedicina altamente
específico, este se dirigirá únicamente a los sitios con lesión los destruirá o les
cambiará la información genética. Existe un proyecto en estudio aún pero que
denominados “silenciadores” o “siARN”, estos se pueden ser administrados por vía
intravenosa, pero su llegada al sitio blanco no es tan sencilla pues para esto tiene
que evadir la respuesta inmune, esta al reconocer a un agente extraño tamaño
evidente, como es caso de los silenciadores, el sistema es activado y se intenta
destruirlos para evitar que entre a las células. Sin embargo, la nanotecnología crea
una alternativa para este tratamiento, y es agregar o mejor dicho cubrir a estos
siARN (otro nombre de estos dispositivo), de nanopartículas cuya información es
“no ser vistas”, y así logren evadir la respuesta inmune y lleguen al sitio blanco a
unirse específicamente a la célula dañada. De esta manera se dice que el
tratamiento sería altamente específico o selectivo, porque solo interactuaría con
aquellas células cuya información sea errónea, y también interactuaría con
aquellas células muy cercanas a las dañadas evitando que esto genes erróneos
se sigan manifestando en otras células sanas.
Toda la información arriba presentada solo es una pequeña muestra de
todo el campo de promesas que nos proporciona la nanomedicina con el fin de
combatir esta terrible enfermedad, así queda claro una cosa que la investigación
está haciendo un enorme esfuerzo y no queda duda de que su insistencia dará
frutos en un no muy lejano futuro.
3.2 Nanomedicina busca tratamiento eficaz contra la Diabetes

10. Hoy en día existe mil y un razones para padecer diabetes, se sabe que es una
enfermedad crónico-degenerativa cuya incidencia a nivel mundial es
impresionante, no deja de ser México la excepción puesto que es el segundo lugar
a nivel mundial en obesidad, y según las bases científicas que se tienen
actualmente esta enfermedad (puesto que ya es considerada como tal) es factor
predisponente de suma importancia la diabetes mellitus tipo II.
Existe un sinnúmero de investigaciones con respecto a este tema.
Investigadores de la Universidad de Calgary en Alberta de Canadá han
desarrollado una “nanovacuna” cuyo fin es terapéutico, fue aplicada en un ensayo
a un ratón con la enfermedad, el resultado que se obtuvo fue exitoso, puesto que
se revirtió la diabetes mellitus tipo I, que es de origen autoinmune, con este
avance se cree que no solo se implementaría en el tratamiento de esta
enfermedad sino como tratamiento de otras enfermedades autoinmunes.
Ahora con la con nuestra patología principal, de causas multifactoriales y de
igual manera así como tiene muchas causas, muchas también son sus
complicaciones, una de ellas el pie diabético, que es una alteración clínica de
origen neural e inducida por la hiperglucemia mantenida en un paciente
diabético, en el cual una mínima lesión puede provocar una necrosis del pie, lo
que como consecuencia puede conllevar a la amputación de una extremidad
inferior, y como es sabido esta así vez trae una gamma de consecuencias aún
más grade como son problemas psicológicos, problemas para conseguir trabajo,
etcétera. Justo por esto,existe una investigadora que ha puesto mucho interés en
el tema, la doctora Mayra Álvarez Lemus, del Instituto Nacional de Neurología y
Neurocirugía Manuel Velasco Suárez (INNN) junto a la doctora Tessy López, de la
Universidad Autónoma Metropolita, diseñaron un sistema de liberación controlada
de fármacos auxiliares en el tratamiento de pie diabético.
Este desarrollo parte del uso de nanopartículas de óxido de silicio (SiO2),un
componente básico de la arena y se usa con frecuencia para elaborar vidrio,
cerámica y cemento. Diferentes estudios hechos por las investigadoras,
demuestran que a pesar de su conformación, al ser introducidos al organismo son
biocompatibles (Álvarez y Tessy, 2007).

11. La Dra. Álvarez menciona. “Antes de continuar con el proceso, tenemos que
verificar que el fármaco sea liberado de la matriz generada. Para ello realizamos
pruebas in vitro tanto en fluido corporal simulado como en agua para estudiar los
perfiles de liberación del medicamento mediante técnicas espectroscópicas”.
El objetivo es encapsular los principios activos para que sean liberados
lentamente en el sitio principal de la lesión, la investigadora principal mencionó
que este proceso puede emplearse con una variedad de fármacos útiles para
distintos padecimientos. Lo único que se requiere es analizar las propiedades
físico-químicas del medicamento con el propósito de determinar el material
indicado para el “encapsulamiento”.
Así como estos, existen otras investigaciones igual o aún más interesantes,
sin dejar a un lado que son igual de importantes.
4.- Nanotecnología en medicina, una visión futurista
En este apartado se presentarán algunos de los trabajos que se encuentran en
investigación y sin duda son expectativas muy prometedoras si es que se logra
aplicar la investigación en un paciente real.
Un área muy tocada por los científicos de este rubro de la nanotecnología
es la cirugía a escala nano, en Inglaterra, estudiantes de la Universidad de Leeds
perfeccionan un nuevo instrumento que permite a los cirujanos sentir el grosor de
los tejidos al tocarlos de forma remota. Así manipularían los tumores durante una
intervención quirúrgica y podrían determinar si es maligno o benigno incluso sin
palparlos físicamente con las manos. Los científicos tienen la esperanzade que
esta nueva técnica contribuya a perfeccionar las terapias contra el cáncer y otras
patologías, para que la recuperación sea más pronta.
Otro aspecto importante con vista al futuro son los Nanobots médicos, en el
Centro de Diagnóstico y Medicina Avanzada (Cedimat) de República Dominicana
se han realizado ya ocho cirugías de cáncer de próstata con un robot. Según el
urólogo alemán Stephan Thueroff, a diferencia de la prostatectomía convencional
que extirpa toda la próstata, el robot solo quita el tumor. El robot es guiado por un

12. urólogo desde el monitor de la computadora y está equipado con una cámara que
ofrece al médico imágenes tridimensionales de alta definición en tiempo real.El
procedimiento quirúrgico evita las grandes heridas. El paciente se anestesia
localmente y es mínima la estancia en el hospital donde sea intervenido.
Esto es solo para adornar tan solo un poco más acerca de todo lo que nos
depara la nanotecnología en un futuro.
"La medicina molecular" onanomedicina empleará sistemas moleculares
para hacer frente a problemas de salud, y utilizarán conocimiento molecular para
mantener y mejorar la salud humana a un nivel de escala molecular (Thueroff,
2003). La nanomedicina tendrá extraordinarias implicaciones para la profesión
médica, para la definición de la enfermedad, para el diagnóstico y tratamiento de
condiciones médicas incluyendo envejecimiento, para nuestras relaciones muy
personales con nuestros propios cuerpos, yen última instancia, para la mejora y
ampliación de los derechos humanos naturalesla estructura y la función biológica.
Conclusión
En base a todo lo anteriormente descrito, no queda duda de que el desarrollo de
esta rama de la medicina y nanotecnología es una promesa muy grande para
procurar la salud, se menciona la palabra “procurar” porque eso significa prevenir
y en caso de ya estar presente la patología entonces diagnosticar correctamente
para posteriormente administrar el tratamiento lo más efectivo posible sin la
preocupación de que el paciente sufra de algún efecto secundario. Hoy en día, la
ciencia tiene enormes oportunidades de avanzar por muchos motivos, el mayor
apoyo y el mayor interés de las personas por estudiar o conocer más algo de esta
índole, así que no hay que dudar que algún día la nanomedicina será la medicina
de un futuro, si más ni menos que el sueño de la medicina, hacer prevención,
diagnóstico precoz y tratamiento efectivo.
La historia y todo el desarrollo de la nanomedicina, hacen de ésta una
visión prometedora, la basta investigación y los aún muy amplios campos en su
estudio harán que en un futuro solicite personal capacitado para que se desarrolle
y sea aplicada aún más.

13. Bibliografía
*Freitas, Robert A, (1998). Nanomedicine, Inglaterra: Elsevier.
*Romero Morelos, P.(2003, mayo). La nanotecnología en apoyo a la investigación
del cáncer. Revista Médica del IMSS, 49 (6). 621-630.
*Clavijo Grimaldi, D. (2008, julio). Nanotecnología en el diagnóstico y tratamiento
médico. Revista Universitas Médica, 56 (2). 321-239.
*Cuadros Celorrio, M; Llanos Méndez, A. (2009). Informe de síntesis de tecnología
emergente.Revista de Tecnologías Sanitarias de Andalucia. 48-59.
*Lozano Guzmán, A. y Molina Rojas A. (2008, mayo). La nanotecnología en
México, situación actual. Revista de publicación Universidad Autónoma de
Querétaro, 17, 228-279.