Nanotecnología y aplicaciones militares

Nanofibras que podrían protegernos de las armas químicas

Según un artículo publicado el 28 de agosto de 2006 en Nanotechnology.com, investigadores de la Universidad Tecnológica de Texas (Texas Tech) han descubierto una técnica de nanofibra de poliuretano que podría salvar vidas.

El Dr. Seshadri Ramkumar, profesor adjunto del Institute of Environmental and Human Health de Texas Tech, y el alumno de postgrado Thandavamoorthy Subbiah, descubrieron un nanotejido de poliuretano utilizando el electrohilado (electrospinning). Este nanotejido, obtenido por la exposición del poliuretano a un alto voltaje, no solo atrapa sustancias químicas tóxicas, sino que además se puede utilizar en trajes especiales para materiales peligrosos.

Según Ramkumar, “Estas fibras son 1.000 veces más pequeñas que las microfibras. Con este método podemos desarrollar estructuras de tipo grillera, lo que supone una malla dentro de otra. Esto no solo proporciona mayor zona de superficie, sino que además, puede atrapar las sustancias químicas tóxicas de forma más eficaz. En cualquier caso, todavía es necesario probar la capacidad de protección de estas fibras”.

Ramkumar y otros investigadores pudieron observar nanomallas que se autoensamblan para formar grilleras, algo no recogido hasta ahora en nanofibras de poliuretano.

Los resultados de su investigación, financiada con fondos federales de los EEUU, se describen en el ejemplar del 5 de septiembre de Journal of Applied Polymer Science.

Fuente: Nanotechnology.com

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Nanopartículas para desbloquear arterias

Las nanopartículas podrían deshacer las placas formadas en los vasos sanguíneos

Según un artículo publicado el 16 de agosto de 2006 en Nanotechweb.org, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, del Philips Medical Systems, del Bristol-Myers Squibb Medical Imaging y del Reactor de Investigaciones de la Universidad de Missouri, todos ellos en los EEUU, han utilizado nanopartículas para administrar un fármaco dirigido a las placas que se pueden formar en el flujo sanguíneo y que bloquean las arterias. Esta técnica debería permitir utilizar cantidades menores del fármaco fumagillin, que se utiliza para deshacer las placas y puede tener efectos secundarios desagradables.

Las placas ateroscleróticas se forman debido a una acumulación de colesterol, células inflamatorias y tejido fibroso en el interior de la arteria. Si la placa se rompe, sus fragmentos podrían desplazarse por el cuerpo y bloquear el riego sanguíneo al corazón o al cerebro, pudiendo causar un infarto o una apoplejía.
Las placas desarrollan su propia fuente de riego para crecer; para ello, generan pequeños vasos sanguíneos en la pared de la arteria que se comunican con la placa. Fumagillin actúa contra las placas restringiendo el crecimiento de estos nuevos vasos sanguíneos.

“Previamente habíamos comentado que podíamos visualizar las placas con nuestra tecnología de nanopartículas, pero por primera vez hemos demostrado que las nanopartículas también pueden dirigir un fármaco a una localización enferma en un organismo vivo”, afirma Patrick Winter de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington.

El equipo unió nanopartículas paramagnéticas al fármaco fumagillin y a un componente que se pega a las células de los nuevos vasos sanguíneos en desarrollo, lo que hizo que las nanopartículas se concentrasen en el lugar deseado.

Las partículas se podían visualizar por resonancia magnética (MRI), lo que permitió a los médicos comprobar que el fármaco había llegado a la localización deseada, medir la cantidad que finalmente había llegado y hacer un seguimiento del progreso del tratamiento.

“El fármaco fumagillin puede tener efectos secundarios neurocognitivos y dañar el cerebro en dosis elevadas” afirma Winter. “La capacidad de as nanopartículas para concentrar el fármaco en el sitio enfermo permite reducir la dosis. Esto podría abrir las puertas a muchos fármacos que no han sido aprobados por causar demasiados efectos secundarios a elevadas dosis. Podría valer la pena volver sobre estos fármacos y averiguar si combinados con nanopartículas podrían ser eficaces en menores dosis, lo que los haría clínicamente útiles”.

Winter y sus colegas, cuyo trabajo se publicó en Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology, utilizaron una dosis de fumagillin 50.000 veces menor que la utilizada en un estudio anterior y, a pesar de ello, el tratamiento redujo el crecimiento de los nuevos vasos sanguíneos de las placas en un 60-80%.
“Ahora queremos estudiar las primeras fases de la enfermedad, en las que los pacientes no necesitan todavía una intervención inmediata para prevenir problemas cardíacos graves”, afirma Winter. “Creemos que las nanopartículas combinadas con fumagillin se podrían incorporar en un protocolo que incluya estatinas para la reducción de lípidos o cambios dietéticos”.

Fuente: Nanotechweb

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Nanotubos Peptídicos

Los nanotubos peptídicos dan lugar a nanocables coaxiales

Según un artículo publicado el 15 de agosto de 2006 en nanotechweb.org, investigadores de la Universidad de Tel Aviv y de la Universidad Hebrea de Jerusalén, ambas en Israel, han desarrollado nanocables coaxiales utilizando nanotubos peptídicos autoensamblables como plantilla. El equipo recubrió los nanotubos peptídicos con oro y rellenó sus núcleos con plata.

“Estudios anteriores de nuestro equipo y de otros demostraban la excelente capacidad de las biomoléculas para servir como plantillas en la fabricación de nanocables metálicos”, comentó Ehud Gazit, de la Universidad de Tel Aviv, para nanotechweb.org. “En esta ocasión, fuimos más allá llevando el concepto a la práctica y demostramos la capacidad de los nanotubos péptidos para permitir la fabricación de nanocables metálicos coaxiales multicapa”.

Gazit y Deborah Shalev, de la Universidad Hebrea de Jerusalén, y sus colegas utilizaron péptidos de difenilalanina como base para los nanotubos peptídicos autoensamblables. Mientras investigaban la formación de fibras amiloides a partir de proteínas, un factor clave en enfermedades como el Alzheimer, la diabetes de tipo 2 o la enfermedad de priones, descubrieron que algunos péptidos se pueden autoensamblar en nanotubos.

Los investigadores, que presentaron su trabajo en Nano Letters, rellenaron los nanotubos peptídicos con plata, utilizando una disolución reductora de nitrato de plata en el interior de los poros vacíos del tubo. Para recubrir el exterior de los nanotubos con oro utilizaron péptidos de unión. Estos últimos contenían un motivo de difenilalanina para enlazarse a la superficie del nanotubo peptídico y un residuo de cisteína con un grupo tiol capaz de enlazarse a las nanopartículas de oro. Por medio de estos péptidos de unión, el equipo logró unir nanopartículas de oro de 1,4nm de diámetro a la superficie de los nanotubos. Las nanopartículas de oro actuaron, entonces, como sitios de nucleación para la deposición sin corriente eléctrica de iones metálicos. De este modo, el equipo creó un recubrimiento de oro alrededor del nanotubo de unos 20 nanómetros de grosor.

Las estructuras metal-aislante-metal resultantes deberían ofrecer ventajas para el apantallamiento de interferencias electromagnéticas.

Fuente: Nanotech Web

Transistores orgánicos que actúan como sensores

Según un artículo publicado el 31 de Julio de 2006 en Nanotechweb.org, investigadores de EEUU han desarrollado un nuevo tipo de transistor molecular orgánico capaz de sentir y de responder a su entorno químico. El dispositivo, creado por Colin Nuckolls, de la Universidad de Columbia, y sus colegas del Laboratorio Nacional Brookhaven, consiste en moléculas de hidrocarburo que reposan en el espacio creado al partir a la mitad un nanotubo de carbono de pared simple. Estos transistores pueden actuar como detectores químicos ultrasensibles debido a que la conductividad del hidrocarburo cambia de forma significativa cuando el dispositivo se expone a otras moléculas.

El dispositivo de Nuckolls consiste en un sustrato de silicio sobre el que se ha desarrollado un nanotubo de carbono metálico de pared simple por medio de una deposición química de vapor. A continuación se corta el tubo a la mitad con una técnica litográfica ultrafina, dejando en el medio un espacio muy pequeño de 2 a 6nm. A los otros extremos del nanotubo se unen unas placas metálicas de mayor tamaño que actuarán como fuente y drenador del transistor, mientras la superficie de silicio hace de puerta. Al aplicar un voltaje a los electrodos, fluye una corriente entre la fuente y el drenador.

Nuckolls y sus colaboradores montaron, a continuación, una capa de hidrocarburos aromáticos policíclicos, de una molécula de grosor, entre la fuente y el drenador. Los hidrocarburos se colocan por sí solos formando una línea entre los extremos del nanotubo y, puesto que la conductividad eléctrica de las moléculas depende del entorno químico local, el dispositivo se puede emplear como sensor.

Así, por ejemplo, cuando se expuso el dispositivo a moléculas deficientes en electrones, como el tetracianoquinodimetano (TCNQ), se observó que la conductividad de los hidrocarburos aumentó tanto que la corriente que pasaba a través del transistor ascendió en un orden de magnitud. Esto produjo una señal eléctrica clara que se pudo medir con facilidad.
Los científicos no están seguros del motivo por el cual cambia la conductividad, pero creen que probablemente se deba a que el TCNQ actúa como dopante, aceptando π-electrones durante la transferencia de la carga entre el TCNQ deficiente en electrones y los hidrocarburos ricos en electrones. Según ellos, el dispositivo se podría utilizar también para detectar sustancias químicas en el aire e incluso en líquidos.

Fuente: Nanotech Web