Centro de Nanotecnología en Bulgaria

IBM y el gobierno búlgaro ha anunciado oficialmente su cooperación en materia de nanociencia y un acuerdo por el cual IBM respaldará la creación de lo que será el primer centro búlgaro de nanotecnología.

El General Framework Agreement (acuerdo de marco general) firmado por ambos, define el alcance de la cooperación entre IBM y el gobierno búlgaro y algunos métodos para fomentar el trabajo conjunto de la industria, las universidades y la Academia Búlgara de las Ciencias en el campo emergente de la nanociencia. El objetivo de este programa gubernamental, de tres años de duración, es la creación de diferentes nanoproductos, micromáquinas y microsistemas.

Según otro acuerdo comercial independiente, firmado paralelamente al anterior, los asesores de negocios y tecnológicos de IBM ayudarán al gobierno búlgaro a establecer unas nuevas instalaciones de investigación en nanotecnología, equipadas con tecnología punta, para estudiar y desarrollar nuevas innovaciones en nanociencia. Para llevar a cabo estos proyectos informáticos, el nuevo laboratorio contará con el Blue Gene de IBM, el superordenador búlgaro con mayor potencia, propiedad de la agencia estatal búlgara de comunicaciones y tecnología de la información.

"Hacer realidad proyectos de alta tecnología como estos e fundamental en el entorno actual, en el que es importante no solo centrarse en las medidas a corto plazo, sino también sentar las bases para una futura recuperación", señaló Plamen Oresharski, Ministro de Finanzas de la República de Bulgaria. "Tenemos la oportunidad ahora mismo de transformar la industria para que esté más preparada tecnológicamente. Esto no sucederá automáticamente, sino que requiere gran dedicación, con una iniciativa de la cual forma parte el actual acuerdo con IBM".

Una vez que se haya creado el centro, el gobierno búlgaro pretende llevar acabo investigaciones aplicadas en los siguientes campos:

Microfluidos y nanofluidos: para llegara comprender mejor las células y tejidos y otras muestras biológicas con el fin de potenciar las pruebas de toxicidad de los fármacos y el desarrollo de nuevas medicinas.

Nanosistemas para dispositivos electrónicos y de detección: utilizar accionadores y sensores a nanoescala para potenciar el desarrollo de sistemas de diagnóstico portátiles, la monitorización medioambiental (como análisis de contaminación atmosférica) y de seguridad.

Nanomateriales: sustratos virtuales avanzados para semiconductores compuestos que podrían allanar el camino hacia futuros sistemas de circuitos electrónicos a nanoescala.

El nuevo Centro Búlgaro de Nanotecnología, que deberá estar acabado el próximo año, contará con un espacio de laboratorio de cerca de 500m2 y fomentará una estrecha colaboración entre los investigadores e ingenieros y las universidades búlgaras.

Fuente: Azom

Nanopartículas magnéticas para monitorizar el desarrollo de un tumor

Las biopsias proporcionan información precisa para el diagnóstico del cáncer, pero solo ofrecen una imagen del estado del tumor en un momento determinado. La capacidad de monitorizar la evolución de un tumor en las semanas o meses posteriores a la biopsia, para seguir su desarrollo y respuesta a los tratamientos administrados, podría facilitar la detección de metástasis y permitir llevar a cabo terapias personalizadas.

Ahora, según un artículo publicado en nanotechweb.org, un equipo de investigación de Massachusetts ha desarrollado u dispositivo de diagnóstico implantable que hace precisamente eso. El dispositivo, que se podría insertar en el momento de la biopsia, es un implante cilíndrico de 5mm que contiene nanopartículas magnéticas recubiertas con anticuerpos específicos para el objetivo; y está hecho de polietileno, un material que se utiliza habitualmente en implantes ortopédicos.

Una membrana de policarbonato semipermeable permite que las moléculas objeto de análisis entren en el implante, manteniendo las nanopartículas magnéticas atrapadas en su interior. Una vez dentro del dispositivo, las moléculas se enlazan a la nanopartículas y hacen que se agrupen. Esas agrupaciones se pueden detectar, a continuación, con una resonancia magnética (IRM).

Los investigadores utilizaron con éxito el dispositivo para realizar un seguimiento de un marcador tumoral en ratones durante un mes. Para ello, trasplantaron tumores humanos a los ratones y, a continuación, monitorizaron los niveles de gonadotrofina coriónica humana, una hormona producida por las células tumorales.

Básicamente, consiste en llevar el laboratorio al interior del paciente, señaló Michael Cima, profesor de ingeniería y ciencias de los materiales del MIT.

En última instancia, estos implantes podrían proporcionar información en tiempo real para saber si un tumor está creciendo o disminuyendo de tamaño, y si hay metástasis o ésta está a punto de producirse. Los dispositivos se podrían modificar también para monitorizar agentes de quimioterapia, o para medir el pH o los niveles de oxígeno, revelando el metabolismo del tumor y la respuesta terapéutica.

Cima cree que un implante para controlar los niveles de pH podría salir al mercado en unos cuantos años, seguido de otros que realicen un seguimiento de sustancias químicas complejas, como hormonas o fármacos.

La investigación ha sido realizada por investigadores del MIT (Massachusetts Institute of Technology) y la Harvard-MIT Health Sciences and Technology, en Cambridge; y del Massachusetts General Hospital y el Tufts Medical Center de Boston.

Fuente: Nanotech Org

Nanotecnología y diabetes

El Dr. Uday Kompella, profesor recientemente reclutado por la Facultad de Farmacia del Centro de Ciencias de la Salud (Health Sciences Center) de la Universidad de Colorado Denver, está aplicando la nanotecnología a la formulación de fármacos para la retinopatía diabética, poniendo al área de Denver a la cabeza en investigación sobre la diabetes. El Dr. Kompella, procedente de la Universidad de Nebraska, dirige un grupo de investigación de 10 científicos centrado en nuevas formulaciones de fármacos para el tratamiento de enfermedades oculares.

El proceso consiste en mezclar el fármaco con un polímero especialmente diseñado. La química del polímero debe coincidir con la del fármaco. Aunque la química es compleja, las técnicas sintéticas son bastante básicas. Las nanopartículas se crean bañando la disolución de fármaco y polímero con energía de una intensidad y frecuencia específicas. El polímero rodea el fármaco para crear las partículas en lugar de mezclarse con él, siguiendo los mismos principios que mantienen separados el agua y el aceite. Una vez creadas las partículas, se eliminan los diversos solutos por medio de técnicas de evaporación y las partículas se reúnen por centrifugación de alta velocidad. Esto crea diminutas píldoras inyectables de larga duración. Una vez encapsulado el fármaco en el polímero, las nanopartículas se pueden recubrir con una segunda molécula que dirige el fármaco hacia un tejido específico. Aunque todavía deberán pasar varios años antes de que esta técnica sea aprobada por la FDA, los miembros del equipo del Dr. Kompella han logrado dirigir fármacos, con éxito, hasta los ojos de ratas diabéticas, utilizando estos sistemas de administración.

La retinopatía diabética es una de las principales causas de ceguera y una de las muchas complicaciones a las que se pueden tener que enfrentar los diabéticos. Se calcula que un 40% - 45% de los pacientes con diabetes padecen alguna forma de esta complicación. La causa de la retinopatía diabética es una elevada glucosa en sangre. Con el paso del tiempo, la glucosa va engrosando lentamente las paredes de los capilares, haciendo que sea más difícil para los nutrientes pasar desde la sangre al interior de los tejidos que los necesitan. Puesto que la retina es uno de los tejidos metabólicamente más activos del cuerpo, necesita más nutrientes, siendo uno de los primeros tejidos afectados.

Un control agresivo de los niveles de azúcar en sangre disminuye considerablemente el riesgo de que se produzca esta complicación. La enfermedad tarda años en desarrollarse, por lo que los pacientes diabéticos tienen una oportunidad de modificar su estilo de vida para ralentizar e incluso frenar el proceso. Una vez que se ha desarrollado la retinopatía, los tratamientos son limitados. Actualmente, los médicos utilizan láseres para destruir físicamente nuevos vasos sanguíneos y cauterizarlos. El proceso frena la continua pérdida de visión, pero no devuelve la visión que ya se ha perdido. Por eso es tan importante que los pacientes con diabetes se sometan a revisiones oculares periódicas, con el fin de detectar el problema a tiempo.

Los fármacos que frenan el crecimiento capilar están todavía en fase experimental; son estos fármacos lo que el Dr. Kompella está estudiando para su nuevo proceso de formulación.

Fuente: Examiner

Nanobarras de diamante ultra finas

Las nanoestructuras de diamante unidimensionales (1D) con una elevada razón de proporcionalidad, en forma de nanotubos, nanobarras, nanocables, nanopuntas y nanopilares, tienen una importancia tanto teórica como experimental y han sido propuestas como piezas importantes en futuros dispositivos electrónicos, optoelectrónicos, monitores de pantalla plana y nanodispositivos biomédicos y nanomecánicos. No obstante, la fabricación de finas nanoestructuras unidimensionales de diamante todavía supone un reto y la investigación de sus propiedades está en sus primeras etapas.

Unos ingenieros de la Universidad de Ulster han sido los primeros en crear nanobarras de diamante con un diámetro de 2,1nm, lo cual no solo es más pequeño que el de todas las nanoestructuras 1D presentadas hasta hoy, sino también más pequeño que el valor (2,7-9nm) calculado teóricamente para las nanobarras de diamante energéticamente estables. Con ayuda de los estudios TEM de alta resolución realizados tanto en la Universidad de Birmingham como en las instalaciones de SuperSTEM , en el Laboratorio de Daresbury, los investigadores determinaron que la síntesis de nanobarras de diamante ultrafinas (DNR) es posible, debido a que están encapsuladas en unas cuantas capas de grafeno, que actúan como escudo, manteniendo estables las DNR.

Las nanobarras ultrafinas se fabricaron en un reactor de deposición química a vapor que funcionaba con plasma de microondas, utilizando una mezcla de gases de nitrógeno gas y metano. Junto con algunos nanoclústeres de diamante, nanocables de grafeno y nanotubos de carbono, las nanobarras de diamante se autoensamblaron en una estructura esférica emisora de electrones. Esta nanoestructura integrada que se autoensambla demostró un excelente rendimiento de emisión de electrones de campo, superior al de todos los otros emisores de campo nanoestructurados convencionales.

“Esta novedosa nanoestructura integrada basada en DNR se podría utilizar como cátodo frío de baja potencia, así como en aplicaciones tecnológicas médicas”, señaló el Dr. Naigui Shang, uno de los investigadores de la Universidad de Ulster.

Los resultados del trabajo se publicaron en la edición de abril de la revista ACS Nano, en donde el desarrollo CVD de microondas, la microestructura y la emisión de campo de las nanobarras de diamante se han estudiado mediante una combinación de varias técnicas espectroscópicas.

Fuente: Nano Org

Nanotecnología para regenerar cartílago

Las articulaciones son de las primeras partes del cuerpo en sufrir los inevitables estragos del envejecimiento: el cartílago se puede romper haciendo deporte o bien ir desgastándose con el paso de los años debido al uso. Actualmente, los científicos están experimentando con una combinación de células madre y novedosos materiales estructurales diseñados para imitar el tejido real, con la esperanza de hacer desaparecer definitivamente el dolor que acompaña este problema y, quizá, lograr prevenir la aparición de artritis. En modelos animales, estos trasplantes parecen estimular la regeneración de un cartílago que se parece más al tejido natural.

El daño del cartílago suele desembocar en osteoartritis, una enfermedad articular degenerativa que afecta a cerca de la mitad de la población de 65 años. Los tratamientos existentes para estos pequeños problemas de cartílago normalmente requieren inflingir un daño adicional en la articulación enferma; o bien un trasplante de células cartilaginosas, denominadas condrocitos, que se obtienen de una articulación sana, se desarrollan en forma de cultivo y se inyectan en la zona dañada. Ambos procedimientos activan el desarrollo del nuevo tejido, una versión de cartílago similar al de una cicatriz, más fibroso que el cartílago normal y que no suele tener su misma durabilidad.

En un intento por regenerar realmente el cartílago en lugar de parchearlo, Rocky Tuan, director de la Cartilage Biology and Orthopedics Branch del National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases, de Baltimore, y sus colegas desarrollaron una estructura de nanofibra similar estructuralmente a la matriz extracelular, un material fibroso que proporciona un apoyo al tejido conectivo del cuerpo. La estructura se genera mediante electrospinning, un proceso importado del sector textil. Los investigadores aplican un fuerte campo eléctrico a un polímero líquido, que forma fibras alargadas en un intento por disipar la carga.

La estructura a nanoescala del material es la clave: los experimentos han indicado que las células se desarrollan mejor en una estructura de fibras a nanoescala que en una escala milimétrica hecha del mismo metral.

La estructuras se crean a partir de células madre mesenquimales (células madre adultas derivadas de la médula espinal, tejidos grasos u otras fuentes y que pueden diferenciar entre músculo, hueso, grasa y cartílago). "La ventaja es que no es necesario dañar otro tejido para obtener las células", señala Tuan.

Fuente: Technology Review

Administración de siRNA con nanotecnología

Investigadores de la Universidad de Yale han dado un importante paso adelante en el desarrollo de un nuevo tipo de tratamiento para enfermedades de transmisión sexual (ETS) que podría conducir, finalmente, a pomadas antimicrobianas que las personas se podrían autoaplicar a modo de prevención o como tratamiento del VIH o VPH. El tratamiento utiliza nanopartículas densamente cargadas, hechas de un polímero biodegradable conocido como PLGA, capaz de liberar siRNA (pequeñas moléculas de ARN interferente que silencian a los genes), que podrían noquear la función de los genes presentes en los microbios que causan las ETS. Según Kim Woodrow, investigador posdoctoral de Yale: "La interferencia de ARN constituye un enfoque prometedor para la prevención y el tratamiento de enfermedades en humanos. Queríamos desarrollar una nueva estrategia de administración de siRNA con un material aprobado por la FDA".

Los investigadores de Yale observaron que las nanopartículas de PLGA eran más seguras que los mejores vehículos lipídicos actuales. El siguiente paso será comprobar este enfoque en ratones modelos con VIH que tengan un sistema inmunológico genéticamente idéntico a los humanos, para luego pasar a la comprobación mediante ensayos clínicos. El artículo señala que este enfoque resulta muy prometedor para la salud mundial y, según Woodrow, "Es seguro y eficaz y mucho más sencillo que ponerse una inyección de vacuna". El estudio aparece en el ejemplar del 4 de mayo de 2009 de la publicación en línea Nature Materials.

Fuente: Meridian Institute