Universidad Autonoma de San Luis Potos

Facultad de Ciencias

Funcionalizacin de Nanopartculas Magnticas, Transporte y Liberacin de Frmacos.

Materia: Tpicos de Nanopartculas

Multifuncionales y Nanoestructuras Magnticas.

Profesor: Dr. Armando Encinas Oropesa

Alumno:

1 Nanotecnologa y Salud

La investigacin en Nanotecnologa aplicada a la Salud requiere equipos multidisciplinares formados por mdicos, qumicos, bioqumicos, fsicos, ingenieros, farmacuticos, bilogos, veterinarios, etc. Las principales lneas de investigacin se centran en la bsqueda de nuevas tcnicas de diagnstico de enfermedades y de nuevas aplicaciones teraputicas.

El rea conocida como nanomedicina, emplea ensambles o materiales nanomtricos para el transporte y liberacin controlada de frmacos en el tratamiento de diversas enfermedades.

Esta disciplina ha presentado un gran desarrollo durante las ltimas dcadas donde se encuentra que el numero de reportes cientficos relacionados con ella han experimentado un crecimiento exponencial. La necesidad de satisfacer estas necesidades como alternativa a tratamiento de diversas enfermedades basa su mvil en que la medicina tradicional , basada en la dosificacin directa del frmaco, falla a la hora de tratar enfermedades. Las principales fallas consisten en una incorrecta biodistribucin del frmaco empleado, lo cual por ende lleva a una baja estabilidad o solubilidad de este lo cual lo lleva a altas toxicidades dentro de los tratamientos ya que se aumenta la dosificacin del frmaco para lograr as el efecto deseado. Los nanotransportadores no solo subsanan estas deficiencias, ofrecen mayores ventajas como la posibilidad de hacer un control y diagnostico externo del tratamiento y, adems abren la posibilidad de tratamientos mltiples empleando diversos frmacos simultneamente.

Cada vez ms nanopartculas se vuelven funcionales, en el sentido de que sus superficies se acondicionan para desencadenar reacciones qumicas o biolgicas especficas; de esta manera se crean mecanismos novedosos para la administracin de medicamentos a seres humanos y animales con fines especficos o para el tratamiento de los cultivos con plaguicidas y fertilizantes. Su administracin con fines especficos facilita un uso ms eficaz de las sustancias en cantidades muy inferiores, ya que existe la posibilidad de reducir el uso de productos qumicos y materiales, en particular los que perjudican al medio ambiente.

Muchos nuevos dispositivos de vigilancia basados en la nanotecnologa funcionan in situ y en tiempo real, y miden simultneamente muy diversos contaminantes y agentes txicos. La rpida deteccin permite una rpida respuesta, lo que minimiza los daos sobre el medio ambiente y sobre quienes nos beneficiamos de l y reduce los costos de eliminacin de la contaminacin.

Clulas cancergenas identificadas mediante Quantum Dots.

1.1 Anlisis y herramientas de diagnostico

Las distintas tcnicas y herramientas de diagnostico se pueden agrupar dentro de dos grandes categoras:

1 Dispositivos de diagnostico in vitro (biosensores, Microarrays de genes, protenas, clulas, Lab-on-a-chip).2 Diagnostico por imagen (Optica, Espectroscopia, resonancia Magntica, Microscopa de proximidad o electrnica, ultrasonidos, trazadores y agentes de contraste).

2. NanomedicinaLa Nanomedicina agrupa tres reas principales: el nanodiagnstico, la liberacin controlada de frmacos y la medicina regenerativa. El nanodiagnstico desarrolla sistemas de anlisis y de imagen para detectar una enfermedad o un mal funcionamiento celular en los estadios ms tempranos posibles. Los nanosistemas de liberacin de frmacos transportan los medicamentos slo a las clulas o zonas afectadas porque as el tratamiento ser ms efectivo y con menos efectos secundarios. La medicina regenerativa pretende reparar o reemplazar tejidos y rganos daados aplicando herramientas nanobiotecnolgicas. Adems de estas reas principales, otros grandes retos de la nanomedicina es desarrollar nanoherramientas para manipular clulas, individuales o en grupos de fenotipo comn, mediante la interaccin especfica con los propios nanoobjetos naturales de las clulas (receptores, partes del citoesqueleto, orgnulos especficos, compartimentos nucleares.). Ya se estn desarrollando nanopinzas y herramientas quirrgicas de pequeo tamao que permitiran localizar, destruir o reparar clulas daadas.2.1 NanodiagnsticoEl objetivo del Nanodiagnstico es identificar la aparicin de una enfermedad en sus primeros estadios a nivel celular o molecular e idealmente al nivel de una slo clula, mediante la utilizacin de nanopartculas o nanodispositivos (nanobiosensores, biochips de ADN, laboratorios-en-un-chip, nanopinzas, nanosondas...). De esta forma tendramos una capacidad de respuesta ms rpida para tratar las enfermedades y de reparar o recrecer tejidos y rganos humanos. Los nanosistemas se pueden aplicar in-vitro o in-vivo. En aplicaciones de diagnstico invitro los nanodispositivos son capaces de detectar con gran rapidez, precisin y sensibilidad la presencia de patgenos o defectos en el ADN a partir de muestras de fluidos corporales o de tejidos. En aplicaciones de diagnstico in vivo se pueden desarrollar dispositivos biocompatibles que, por ejemplo, pueden penetrar en el cuerpo humano para identificar estadios iniciales de una enfermedad, identificar y cuantificar la presencia de una determinada molcula o de clulas cancergenas, etc.NanopartculasExisten muchos trabajos pioneros que demuestran la posibilidad de detectar la aparicin de las primeras clulas cancerosas utilizando diferentes tipos de nanopartculas. Por ejemplo pueden utilizarsepuntos cunticos("Quantum Dots"), as denominados porque su tamao nanomtrico provoca un efecto de confinamiento cuntico en su estructura. Los puntos cunticos estn fabricados de material semiconductor y contienen slo unos cientos de tomos y cuando son excitados emiten luz en diferentes longitudes de onda dependiendo de su tamao, por lo que son extremadamente tiles como marcadores biolgicos de la actividad celular. Los puntos cunticos ms empleados son los de CdSe, mostrados en la Figura 2, ya que son fciles de fabricar a medida mediante procesos qumicos, se pueden producir en gran variedad de colores, tienen una emisin excelente (mejor que los marcadores fluorescentes habitualmente usados en biologa), y no se desestabilizan ya que son fotoestables. La emisin de fluorescencia de los puntos cunticos es tan brillante que es incluso posible detectar una clula que contenga una nica de estas nanopartculas (ver figura 2). Los puntos cunticos son hoy en da comerciales y diversos grupos de investigacin han demostrado con xito su utilidad para la localizacin de tumores en los primeros estadios, por lo que se puede proceder a su extirpacin inmediata. Para conseguir esta localizacin hay que recubrir la superficie del punto cuntico con molculas biolgicas (bioreceptores) con afinidad hacia un compuesto especfico, (por ejemplo, cierta protena ciertas molculas que se encuentran en mayor proporcin en la superficie de las clulas cancerosas como los receptores de cido flico o la hormona luteinizante) asociado con un tipo de cncer en particular. Cuando los puntos cunticos se acercan a una muestra que contiene dicha protena, ambos se unen y se podra detectar la interaccin iluminando los nanocristales con luz ultravioleta y observando su emisin caracterstica. La Figura 3 muestra un ejemplo de tal localizacin. Ya se ha demostrado su utilidad para la localizacin de clulas cancerosas de cncer de mama y de ganglios linfticos cancerosos. Debido a la cantidad de colores en que pueden emitir, los puntos cunticos se pueden combinar para detectar diversas sustancias, clulas tumorales, antgenos, etc...de forma simultnea.Figura 2: (superior) Puntos cunticos de CdSe ampliamente utilizados como marcadores para el diagnstico biolgico. Puede observarse el diferente color de la disolucin segn el tamao nanomtrico de los nanocristales. (inferior) cuando los puntos cunticos se recubren con el bioreceptor adecuado pueden emplearse como dianas especficas. En el ejemplo se muestra la localizacin en una nica clula de ciertos componentes celulares

Figura 3: Funcionalizacin de Puntos cunticos de CdSe con los biomarcadores especficos e inyeccin de los mismos en un ratn para la localizacin precoz de las primeras clulas cancerosas

Igualmente se han utilizado nanopartculas magnticas con el recubrimiento adecuado para la localizacin de las clulas tumorales. Para ello se recubren las nanopartculas con surfactantes que poseen una zona hidrfila y otra hidrfoba. Una vez que estas nanopartculas se unen a las clulas cancerosas, se puede inducir un calentamiento de las mismas mediante un campo magntico de baja intensidad. El calentamiento provoca la destruccin de las clulas tumorales pero sin causar ningn dao a las clulas o tejidos sanos circundantes. Esta tecnologa para el tratamiento del cncer evitara los graves problemas de efectos secundarios que conllevan los actuales tratamientos de quimio o radioterapia.Los trabajos de la Universidad de Northwestern (US) y de la Universidad John Hopkins ya han demostrado la aplicacin de las nanopartculas para detectar y tratar cncer a nivel molecular demostrando su utilidad en la destruccin de clulas tumorales de pacientes con cncer de hgado, pulmn o pncreas. Asimismo las nanopartculas se pueden emplear para la deteccin precoz de la enfermedad del Alzheimer mediante la deteccin del ligando ADDL, biomarcador especfico de dicha enfermedad que aparece en los primeros estadios de la misma.En aplicaciones in-vivo, las nanopartculas tambin pueden emplearse para transportar molculas de metal que se usan como agente para obtener mejores imgenes del interior del cuerpo humano mediante resonancia magntica. Funcionalizando estas nanopartculas es asimismo posible obtener imgenes de tumores de apenas un par de milmetros. Algunos de estos nanoagentes de contraste ya han sido aprobados para su utilizacin rutinaria en clnica. Igualmente se pueden utilizar para obtener mejores contrates en imgenes ptica, de Rayos-X y por ultrasonidos. La combinacin de estos agentes de imagen con los dispositivos de diagnstico es otra de las lneas emergentes de investigacin en nanodiagnstico.NanobiosensoresOtra de las grandes reas del nanodiagnstico son los nanobiosensores, dispositivos capaces de detectar en tiempo real y con una alta sensibilidad y selectividad agentes qumicos y biolgicos. Un biosensor es un dispositivo compuesto por dos elementos fundamentales: un receptor biolgico (por ejemplo protenas, ADN, clulas,.....) preparado para detectar especficamente una sustancia y un transductor o sensor, capaz de interpretar la reaccin de reconocimiento biolgico que produce el receptor y traducirla en una seal cuantificable. En la Figura 4 se muestra el esquema bsico de la estructura de un biosensor. El trmino "nanobiosensor" designa a aquellos biosensores cuyas propiedades vienen moduladas por la escala nanotecnolgica con la que estn fabricados. Es de esperar que los nanobiosensores tengan una sensibilidad mucho ms alta que la de los dispositivos convencionales. Adems podran ser fcilmente introducidos en el interior del cuerpo humano, por lo que podran proporcionar datos mucho ms fiables del estado de salud de un paciente. Dentro de los incipientes desarrollo de nanobiosensores son de destacar los nanobiosensores fotnicos, los basados en nanopartculas de oro o magnticas, los nanobiosensores tipo FET basados en nanotubos de carbono, los biosensores nanomecnicos tipo MEMS/NEMS, que han surgido como reemplazo de los biochips de ADN, entre los ms importantes.Figura 4: Fabricacin de nanobiosensores con tecnologa microelectrnica. El biosensor est formado por un transductor similar a los circuitos integrados de silicio y una capa bioreceptora para el anlisis especfico de la sustancia a determinar

El grupo de Vo-Dighn del Oak Ridge National Laboratory (US) ha desarrollado un nanosensor ptico (ver Figura 5) que permite la medida en el interior de una nica clula de su estado metablico. El nanosensor consiste en una fibra ptica muy afilada (su extremo final tiene slo 30-50 nm) lo que le permite penetrar a travs de la membrana celular sin causar ningn dao y sin alterar el funcionamiento normal de la clula. La fibra ptica se biofuncionaliza con anticuerpos especficos antes de su introduccin. Una vez dentro, la nanosonda puede detectar especies qumicas y sealizar procesos moleculares en localizaciones especficas dentro de la clula. La deteccin se realiza a travs de la interaccin del campo evanescente de la luz que circula por la fibra ptica con la interaccin biomolecular que tiene lugar con el bioreceptor especfico anclado en la superficie del extremo final de la fibra. Con esta tcnica se abre la posibilidad de identificar cambios patolgicos dentro de una clula individual e incrementar nuestro conocimiento sobre las funciones celulares in-vivo como la divisin celular, la apoptosis, funcionamiento de las nanomquinas biolgicas, etc...Los biosensores nanofotnicos desarrollados por nuestro grupo han demostrado tener una de las mayores sensibilidades obtenidas hasta la fecha en la deteccin directa de protenas y ADN, tal como se muestra en la Figura 6. En estos sensores (llamados de onda evanescente) se hace uso de la forma particular en que las guas de ondas transmiten la luz: esta transmisin tiene lugar a lo largo de la gua mediante mltiples reflexiones internas en condiciones de Reflexin Interna Total. A cada reflexin, una componente de la luz, denominada onda evanescente, se propaga en el medio que envuelve a la gua. La longitud de penetracin de la onda evanescente est comprendida entre 50-300 nm y ofrece una oportunidad para medir cualquier reaccin bioqumica que tenga lugar en su interior. Nuestro biosensor est fabricado con tecnologa microlectrnica de silicio y detecta de forma interferomtrica el cambio inducido en las propiedades de la luz como consecuencia de la interaccin biomolecular en la zona evanescente. Con este sensor es posible evaluar concentraciones de protenas a nivel picomolar o variaciones de una nica base en el ADN en tan slo unos minutos. Este y otros tipos similares de nanobiosensores fotnicos son el objetivo del proyecto MICROSERES, recientemente financiado por la Comunidad de Madrid, donde se abordarn mejoras en estos desarrollos y su integracin en microsistemas. Medida de la actividad metabolica.

(izq) Biosensor nanofnico basado en guas de ondas de tan slo 4 nm de altura fabricado con tecnologa de silicio. (drcha) El biosensor presenta una extremada sensibilidad y permite distinguir de forma rpida y directa las variaciones de una nica base en el gen BRCA1, variaciones indicativas de la predisposicin a padecer cncer de mama (trabajo desarrollado por los autores del artculo)

Otro tipo de nanobiosensor en desarrollo son los biosensores nanomecnicos, que emplean como sistema de transduccin la deflexin nanomtrica de una micropalanca o el desplazamiento de su frecuencia de resonancia al interaccionar con el sistema biolgico. Este tipo de biosensores son conocidos como biosensores nanomecnicos dado que el cambio en la posicin y movimiento de la micropalanca inducido por el reconocimiento molecular ocurre a escala de unos pocos nanmetros. La respuesta nanomecnica del biosensor puede ser dividida en esttica, referida a la posicin promedio de la micropalanca, y dinmica, referida a la oscilacin de la micropalanca a frecuencias alrededor de la de resonancia. En la figura de abajo se muestra el esquema bsico de funcionamiento de estos biosensores y las imgenes de algunos de estos sensores desarrollados por los autores. Las micropalancas tienen un rea sensora muy pequea (del orden de 1000 m2) lo cual permite el anlisis de cantidades de analito inferiores al femtomol. Adems se fabrican con tecnologa microelectrnica bien establecida que proporciona produccin en masa a bajo coste y que permite la fabricacin de matrices de decenas, incluso miles, de micropalancas para la deteccin simultnea de mltiples analitos.Nanobiosensor basado en micropalancas. (Superior) las micropalancas se doblan unos pocos nanmetros cuando tiene lugar una reaccin de reconocimiento molecular en su superficie. (Inferior) Nanobiosensor de matrices de micropalancas fabricadas en uno de los proyectos de los autores del artculo que puede emplearse como biochip de ADN o protemico segn la biofuncionalizacin

Desarrollos como los nanosensores fotnicos o los nanomecnicos, fabricados a miles gracias a la tecnologa microelectrnica, abre un camino para la fabricacin de nanobiochips genmicos y protemicos, que a diferencia de los actuales biochips, llevan incorporado un sistema de transduccin de la interaccin (no se necesitaran marcadores fluorescentes) con los que sera posible conseguir en muy poco tiempo gran cantidad de informacin gentica lo que permitir elaborar vacunas, identificar mutaciones indicativas de enfermedades, identificar nuevos frmacos, identificar patgenos, etc...Pero a pesar de estos incipientes desarrollos, todava queda mucho camino por recorrer y cara al futuro, sera deseable contar con nanobiosensores que cumplieran la mayora de los siguientes requisitos: robusto, barato, posibilidad de multianalito, deteccin a niveles de pico/femtomolar o incluso a nivel de una sola molcula, rpidos y directos, porttiles, de fcil manejo por parte de personal no especializado, regenerable o suficientemente barato para ser de un nico uso. El trabajo futuro se debera encaminar tanto al desarrollo de nuevas estrategias de inmovilizacin y de proteccin, para permitir biosensores completamente reversibles y regenerables y que puedan operarin situen muestras complejas (como es la sangre) y que sean biocompatibles para operarin vivo.La integracin en sistemas "lab-on-a-chip" ser otras de las reas fundamentales de trabajo, que permitir la descentralizacin de las medidas. El trmino "lab-on-a-chip" (o "laboratorio en un chip") describe el desarrollo de plataformas integradas y miniaturizadas donde tienen lugar complejas reacciones qumicas y bioqumicas. Estas plataformas se estn constituyendo como una tecnologa revolucionaria en el sector clnico. Las micro y nanotecnologas han proporcionado las herramientas necesarias para llevar a cabo esta innovacin en el diagnstico molecular, al permitir la fabricacin e integracin de micro/nanobiosensores, microcanales, microactuadores, etc en un mismo chip microelectrnico. Las claras ventajas en cuanto a rapidez del anlisis, pequeo tamao, bajo consumo, paralelismo y reduccin de costes gracias a la produccin en masa, son los principales motores de su desarrollo. De momento todava no se cuenta con ningn desarrollo de microsistema biosensor que haya llegado al mercado, pero numerosos laboratorios a nivel internacional trabajan en esta direccin.Microsistema "laboratorio-en-un-chip"

Un simple microsistema con nanosensores incorporados podra ofrecer un diagnstico completo a partir de una gota de sangre mediante la identificacin (de otra manera imperceptible) de cambios moleculares. Esto implica que los anlisis podran hacerse a domicilio. Cuando empecemos a reemplazar los caros y lentos anlisis de laboratorio por estos anlisis de microchips ms baratos, rpidos y cmodos, el impacto en organizaciones sanitarias y sus pacientes ser tremendo. Por ellos, ya hay nuevas empresas en el sector de la nanobiotecnologa que han comenzado a desarrollar distintos sensores. desarrollando microsistemas basados en nanosensores fotnicos y nanomecnicos.2.2 Liberacin controlada de frmacosLos frmacos necesitan ser protegidos durante su trnsito por el cuerpo hasta llegar al lugar afectado, tanto para mantener sus propiedades fsico-qumicas como para proteger a las otras partes del cuerpo por las que viaja de sus efectos adversos. Una vez que el frmaco llega a su destino, necesita liberarse a una velocidad apropiada para que sea efectivo. Este proceso no siempre es ptimo con los medicinas actuales por lo que la Nanomedicina est ofreciendo mtodos para mejorar tanto las caractersticas de difusin del frmaco como las de degradacin del material encapsulante, permitiendo que el frmaco se transporte de forma mucho ms eficaz y que su liberacin sea igualmente ms controlada. Con las nuevas tecnologas se podra suministrar dosis ms bajas al paciente para conseguir los mismos efectos, al mejorarse la termoestabilidad, el tiempo de vida y la proteccin de estos medicamentos frente a los tradicionales. La formulacin de frmacos en forma nanoestructurada aumenta su solubilidad y eficacia por lo que ya existen en el mercado ms de 100 frmacos de este tipo y muchos otros estn en desarrollo. Adems esto tipo de formulacin permite utilizar rutas de administracin ms efectivas (oral, trascutnea y pulmonar) y alcanzar localizaciones en el cuerpo que tradicionalmente han sido difciles, como el cerebro.Pueden emplearse diversos tipos de nanoestructuras como vehculos para la administracin de frmacos tanto oralmente como inyectados en sangre. Entre ellas cabe destacar la utilizacin de nanopartculas de material cermico, nanocapsulas, dendrmeros, liposomas, micelas. Adems estos transportadores estn jugando un papel crucial en el desarrollo de tecnologas de liberacin de frmacos especficamente en el lugar daado o enfermo, permitiendo transportar frmacos, vacunas y ADN a las clulas y tejidos afectados pero sin interferir negativamente en otras zonas del cuerpo. Por ejemplo, en el caso de los frmacos anticncer, usando nanoestructuras las dosis suministradas pueden ser mucho menores que las tpicamente aplicadas en quimioterapia, y si la sustancia se dirige de modo directo al tumor, las cantidades efectivas all aplicadas pueden ser entre diez y mil veces mayores que las que llegan a destino por las vas habituales. Adems se evitan as los no deseados efectos secundarios tpicos de la quimioterapia.Las nanopartculas que se utilizan para este propsito son sintetizadas a partir de materiales orgnicos (lpidos, polmeros, liposomas...) pero ya se estn desarrollando nanotransportadores inorgnicos (partculas magnticas, puntos cunticos de semiconductor, oro coloidal y nanopartculas de fosfato clcico). Por ejemplo, la tecnologa Nanocure est basado en nanopartculas inorgnicas que transportan un frmaco anticncer a travs de la barrera sangre-cerebro. Novartis Pharma est investigando el uso de dendrmeros para prevenir la respuesta autoinmune durante el transplante de rganos.Diferentes nanosistemas empleados para la dosificacin controlada de frmacos

El prximo paso ser cargar las nanoestructuras con agentes anticncer, sustancias que se podran liberar en el interior de las clulas cancerosas para aumentar la efectividad del tratamiento. O bien estas nanoestructuras podran preparase para que al mismo tiempo puedan localizar y engaar a las clulas cancerosas para que las absorban. Una vez dentro, podrn descargar su carga farmacolgica o utilizar otros mtodos de combate, sin afectar a ninguna clula sana.Se han realizado experimentos donde se inyecta al paciente un ferrofluido de nanoparticulas magnticas que llevan incorporada la medicacin. Estas nanopartculas viajan a la zona afectada guiados por un campo magntico, reduciendo el efecto nocivo sobre las zonas sanas y mejorando la eficacia del tratamiento sobre la zona localizada.2.3 Nanomedicina regenerativaLa nanomedicina Regenerativa es un rea emergente que persigue la reparacin o reemplazamiento de tejidos y rganos mediante la aplicacin de mtodos procedentes de terapia gnica, terapia celular, dosificacin de sustancias bioregenerativas e ingeniera tisular. La terapia gnica se basa en utilizar clulas genticamente modificadas, la celular en usar clulas madre y la liberacin controlada de sustancias activas, citoquinas y factores de crecimiento propician la reconstruccin tisular. La ingeniera tisular intenta generar tejidos in vivo o in vitro para lo cual necesita materiales biocompatibles que mimetizen respuestas celulares especficas a nivel molecular. Gracias al desarrollo de las nanotecnologas los materiales tienen el potencial de interaccionar con componentes celulares, dirigir la proliferacin y diferenciacin celular y la produccin y organizacin de la matriz extracelular. Entre los materiales que se estn utilizando cabe destacar los nanotubos de carbono, nanopartculas como nanohidroxiapatita o nanozirconia, nanofibras de polmeros biodegradables, nanocomposites, etc....Tambin se pueden utilizar superficies con nanoestructuracin nanomtrica que acten como incubadoras de lneas celulares y que favorecen el proceso de diferenciacin celular. Los nuevos materiales as obtenidos pueden mejorar la adhesin, duracin y tiempo de vida. Algunos ejemplos destacables incluyen polmeros a la nanoescala moldeados en vlvulas de corazn y nanocomposites de polmeros para la regeneracin sea.Crecimiento de clulas de fibroblasto sobre un sustrato nanoestructurado, mtodo empleado en nanomedicina regenerativa

Se est investigando sobre nanopolmeros que se puedan emplear para recubrir dispositivos en contacto con la sangre (por ejemplo, catteres, corazones artificiales,..) que dispersen cogulos o prevengan su formacin. Un equipo de investigacin de la Univ. de Purdue, EEUU ha demostrado que los nanotubos de carbono podran mejorar las aplicaciones de prtesis ortopdicas al crear implantes con la alineacin en paralelo de estos nanotubos y de filamentos, favoreciendo la adhesin y el crecimiento celular.Es de prever tambin que se puedan desarrollar nanoestructuras artificiales que puedan detectar y reparar daos en el organismo, de la misma forma que las nanoestructuras naturales lo hacen (por ejemplo los linfocitos de la sangre). As se ha propuesto de forma terica la fabricacin de unas nanoestructuras para sustituir la hemoglobina, denominadas "respirocitos". Los respirocitos son clulas rojas nanofabricadas con una enorme capacidad para transportar oxgeno y que puede permitir pasar varias horas bajo el agua sin respirar. Segn los clculos de su creador, con una inyeccin de respirocitos podramos vivir con el corazn parado durante 4 horas o bucear durante 2,5 horas. Otros interesantes desarrollos incluyen motores biomoleculares, interruptores moleculares o nanoagujas que penetren en el ncleo de clulas vivas con un alto grado de precisin para realizar ciruga celular.4. ConclusionesEl futuro nos deparar microchips implantables que administrarn los frmacos en dosis preprogramadas, frmacos que habrn sido elegidos "a la carta" segn el perfil gentico de cada individuo gracias al uso de micro/nanochips de ADN y que trasmitirn sus datos al hospital para tener controlado al paciente mientras este hace su vida normal. Ya existen chips subcutneos para medir de forma continua parmetros cruciales como el pulso, la temperatura y la glucosa, microsensores pticos que se implantan en los tejidos subdrmicos para medir la circulacin en los tejidos despus de una operacin o sensores MEMS que miden la presin, aceleracin, velocidad angular y parmetros relacionados en pulmones paralizados y que ayudan en el diseo de pulmones artificiales. Ya se estn manofacturando dispositivos "laboratorio-en-un-chip" y se estn realizando ensayos clnicos para liberacin de frmacos con productos nanotecnolgicos. Sin embargo, los largos procesos de aprobacin en los sectores mdicos y farmacuticos pueden significar que los beneficios para la salud y los beneficios econmicos para las empresas llevarn mucho ms tiempo que en otros campos. Aunque quedan muchos problemas por superar, no hay duda que la Nanobiotecnologa nos deparar grandes avances que redundar en una mejora de la calidad de vida de nuestra envejecida sociedad y que ayudar a vencer a las principales enfermedades (cncer, desrdenes neurodegenerativos y enfermedades cardiovasculares) de nuestro entorno.