1. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Facultad de Medicina
DHTIC
Ensayo
Nanotecnología en la Medicina
Alumno: Orlando Rivera Zurita
Doctora: Lilian Gaona Osorio
Periodo: Verano 2013
Jueves 04 de Julio de 2013

2. Índice
Pagina
 1.-Introducción………………………………...……………...…..3
 2.-Justificación………………………………...….………...…….5
 3.-Nanotecnología en la medicina………………… ………..…6
 3.1.-Nanodiagnóstico…………………………………………….9
 3.2.-Terapia basada en nanopartículas……………….………11
 3.3.-Nanomedicina regenerativa ……………………………..12
 4.-Situación actual de la nanomedicina…………………..…..14
 4.1.-España…………………………………………...……….. 14
 4.2.-Europá……………………………………..……..…….......15
 4.3.- Estados unidos……………………………………………15
 5.-Conclusión……………………………...…………….………16
 6.-Bibliografía…………………………………………….………17

3.  La nanotecnología es el desarrollo de ciencia y tecnología a niveles
atómicos y moleculares, para crear y usar estructuras, dispositivos y
sistemas que tengan nuevas propiedades y funciones debido a su tamaño.
 Nanométro significa la milmillonésima parte de 1 metro.
 La nanotecnología tiene gran aplicación en diferentes campos, entre los
que destacan los materiales, la electrónica, la medicina y la energía.
 Ya existen multitud de productos «nanotecnológicos» en el mercado, como
cosméticos más eficaces y protectores, raquetas de tenis más flexibles y
resistentes, gafas que no se rayan, ropa que no se arruga ni se
mancha, por citar algunos ejemplos.
 La irrupción de la nanotecnología en las ciencias de la salud ha dado lugar
a la nanomedicina, cuyo objetivo principal es el desarrollo de herramientas
para diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades.

4.  La nanomedicina estudia interacciones a la nanoescala y para ello utiliza
dispositivos, sistemas y tecnologías que incluyen nanoestructuras capaces
de interactuar a escala molecular y que se interconectan a nivel micro para
interaccionar en el nivel celular.
 El progresivo aumento que se observa de graves dolencias como el
cáncer, las enfermedades cardiovasculares, la diabetes, o las
enfermedades neurodegenerativas, hacen necesarios nuevos métodos
diagnósticos y terapéuticos más rápidos, eficaces y específicos que los
actuales.
 La nanomedicina agrupa tres áreas principales: el nanodiagnóstico, la
liberación controlada de fármacos (nanoterapia) y la medicina
regenerativa.
 La nanomedicina promete resolver algunos de estos grandes retos
mediante la capacidad de detectar de forma precoz la presencia de
enfermedades o la capacidad de regenerar los órganos y tejidos que estén
dañados dentro del organismo proporcionado un diagnóstico precoz, una
terapia adecuada y un seguimiento posterior efectivo de la evolución del
paciente. En un futuro próximo se podrá incluso disponer de tratamientos
individualizados a distancia en el propio hogar o lugar de trabajo del
paciente.

5.  Nuestra interés se basa en el área de la salud, específicamente en la
medicina, durante este tiempo en la facultad nos hemos precavido de que
todo tiene una base dígase salud o enfermedad en una escala molecular
por ello nosotros elegimos trabajar sobre este tema debido a que
decidimos que era un trabajo de importancia para nosotros debido a que
es una tecnología con gran futuro dentro de nuestra área de estudio y
trabajo.
 La nanotecnología nos ayudara a tener una mejor esperanza de vida para
nuestros pacientes y aun que aun falte mucho por delante es tiempo de
comenzar a entender lo que es la misma.

6.  La palabra ‘nano’ significa una mil millonésima parte. Un nanómetro es el
tamaño de una molécula. Típicamente, los objetos de nanoescala son
menos de 100 nanómetros.
 Se dice que un fragmento de pelo es cerca de 10,000 (diez mil)
nanómetros. A nivel de nanoescala, algunos cambios únicos ocurren
dentro de los materiales, como cambios energéticos, estructurales, entre
otros, estos cambios es una de las razones por los cuales la
nanotecnología es tan interesante. El propósito de la nanotecnología es
explotar estos cambios con la combinación de las nano-partículas en
estructuras pequeñas.

Un ejemplo de las nanopartículas son los nanotubos de carbono. Los NTC
`s son estructuras tubulares cuyo diámetro oscila entre 10 y 100
nanómetros. Éstos existen de muchos materiales, como silicio o nitruro de
boro, aunque generalmente, el término se aplica a los NTC s.

7.  Los NTC `s son una forma alotrópica del carbono, como el diamante, el
grafito o los fullerenos. Su estructura puede considerarse procedente de
una lámina de grafeno enrollada sobre sí misma. Dependiendo del grado
de enrollamiento, y la manera como se conforma la lámina original, el
resultado puede llevar al NTC `s a mostrar distinto diámetro y geometría
interna.
 La nanotecnología ha revolucionado distintas áreas de nuestro
entorno, como la medicina, los metales, los polímeros, los materiales
compuestos y cerámicos, entre otros miles más. Debido a sus distintas
aplicaciones a nivel laboratorio y a nivel industrial.
 Una de las vertientes más prometedoras dentro de los potenciales nuevos
avances tecnologicos en la medicina. Podríamos aventurar una definición
situándola como rama de la nanotecnología que permitiría la posibilidad de
curar enfermedades desde dentro del cuerpo y al nivel celular o molecular.
 Se considera que determinados campos pueden ser objeto de una
auténtica revolución, especialmente: monitorización, reparación de
tejidos, control de la evolución de las enfermedades, defensa y mejora de
los sistema biológico humano; diagnóstico, tratamiento y prevención, alivio
del dolor, prevención de la salud, administración de medicamentos a las
células, etc. etc. Todos ellos constituirían nuevos avances tecnológicos en
la medicina que la posicionarían en una nueva era científica y asistencial.

8.  La nanomedicina se convierte así en una rama fundamental de las
prometedoras aplicaciones de la nanociencia. Probablemente una de las
de mayor alcance para el ser humano. No son pocos los que alertan de
riesgos no despreciables que pueden estar ligados a estos avances.
 Estudios prometedores se han realizado de NTC s para aplicaciones en la
liberación de fármacos, en resonancia magnética, estructuras para
regeneración ósea, neuroprótesis visuales, músculos artificiales así como
sensores para desarrollar material quirúrgico inteligente. En química las
funciones en que pueden participar son como adsorción y absorción, como
catalizadores, y en electrosíntesis, entre otras.
 Entre las aplicaciones a estudiar está la interacción superficial de
proteínas, en la separación de proteínas por electroforesis, en geles de
poliacrilamida, en el diagnóstico de enfermedades, transporte y liberación
controlada de fármacos y/o vacunas, o la presentación estructural de
moléculas bio activas en la superficie del nanotubo para que funcionen
como antígenos.
 Los NTC `s se plantean como una promesa revolucionaria en medicina. El
esfuerzo investigador en esta área es muy grande dado el enorme
potencial que poseen para realizar diferentes funciones

9. Liberación de fármacos
Los NTC `s son sustancias adecuadas para ser portadores de fármacos debido
que no interaccionarían con éstos, conservando su integridad, además son
suficientemente resistentes como para no ser alterados durante el tránsito por
el interior del cuerpo y por el hecho de estar formados por carbono, sustancia
básica en el cuerpo humano. Es de esperar que sean totalmente
biocompatibles y que pudieran descomponerse y excretarse después de liberar
el fármaco. Además, hay estudios que demuestran que el reducido tamaño de
los NTC `s los capacita para penetrar las células, requisito necesario para esta
aplicación.
Científicos norteamericanos han conseguido quemar células cancerígenas en
cultivo gracias a la creación de una molécula híbrida en la que se combinaron
NTC `s con anticuerpos especializados en la búsqueda de tumores. Una vez
que estas moléculas híbridas alcanzaron las células tumorales, y se adhirieron
a ellas, los científicos les aplicaron radiación infrarroja para calentar los NTC `s
y con calor éstos quemaran las células enfermas. Los resultados han sido
exitosos y suponen un paso adelante en el desarrollo de terapias con
nanotecnología. Los tejidos del organismo son relativamente transparentes
para este tipo de radiación, lo que sugirió a los científicos que dirigiendo los
NTC `s hacia las células cancerígenas para a continuación someterlos a una
exposición no invasiva de radiación, se podrían eliminar las células
cancerígenas.

10. Diversos estudios han señalado que se prevé que los sistemas de
administración de medicinas desarrollados con la nanotecnología aporten
grandes mejoras en el tratamiento de enfermedades, y no sólo del cáncer, sino
también de la diabetes y las dolencias neurológicas. Se cree que, en un
futuro, las aplicaciones de la nanotecnología revolucionarán la
medicina, abriendo posibilidades sorprendentes en cirugía y en lo que se
refiere a prevención de enfermedades.
La nanotecnología ofrece una gran variedad de avances médicos que
permitirán resolver algunos problemas crónicos como la diabetes que es una
de las cuestiones más graves de salud pública. Existe un nuevo método que
emplea la nanotecnología para medir el nivel de insulina en unos minutos y
que ayuda a controlar los niveles de azúcar en el organismo. Esta aplicación
puede ser usada para mejorar un método de terapia para la diabetes tipo
1, que remplaza la insulina generalmente por una inyección de ésta misma o
una bomba de insulina junto con una dieta sugerida que incluye hidratos de
carbono, y un cuidadoso monitoreo de niveles de glucosa en la sangre. Esta
solución libraría a los pacientes de numerosas inyecciones por algunos años.
Sensores biológicos de NTC `s permitirían que en el futuro los diabéticos
midieran el nivel de glucosa en su sangre sin tener que recurrir a muestras
sanguíneas.
.

11. Pruebas anteriores muestran que los MWCNT s como detectores son más
sensibles para medir insulina que los métodos convencionales. Existe interés
en las propiedades biológicas de los NTC `s, y se espera que la incorporación
de los biomateriales con NTC `s será desarrollado para su uso clínico. Sin
embargo, todavía se tiene que resolver algunos problemas para su adaptación
en microfisiómetros.
El mundo de la medicina es muy complejo, por lo que todos los beneficios de
la nanotecnología para medicina tardarán en hacerse evidentes. No
obstante, otros beneficios llegarán de forma inmediata
Las herramientas de la investigación y la práctica de la medicina serán menos
costosos y más potentes. Investigación y diagnóstica serán más eficaces, lo
que permitirá una capacidad de respuesta más rápida para tratar nuevas
enfermedades.
Numerosos pequeños sensores, ordenadores y diversos aparatos
implantables de bajo coste permitirán un control continuo sobre la salud de
pacientes así como tratamiento automático. Serán posibles diversos tipos
nuevo de tratamiento.

12. El objetivo del nanodiagnóstico es la identificación de enfermedades en sus
estadios iniciales en el nivel celular o molecular e, idealmente, al nivel de una
sola célula, mediante la utilización de nanodispositivos y sistemas de
contraste.
Una identificación temprana permitiría una rápida capacidad de respuesta y la
inmediata aplicación del tratamiento adecuado, ofreciendo así mayores
posibilidades de curación.
Los nanodispositivos utilizados como agentes de contraste en la imaginología
médica (especialmente, en resonancia magnética, ecografía y tomografía)
tienen claras ventajas sobre los agentes tradicionales en cuanto a mejor
dispersión óptica, incremento de la biocompatibilidad, disminución en la
probabilidad de desnaturalización y, especialmente, su capacidad de unirse a
ligandos, lo cual los convierte en dispositivos con múltiples funciones quese
unen a las células blanco, permiten la imagen para el diagnóstico y acarrean
medicamentos, permitiendo un tratamiento específico y eficiente.
Clavijo D., García G.A., Casadiego C.A (15-06-2008)

13. Los nanosistemas de diagnóstico se pueden utilizar in vitro o in vivo. El
diagnóstico in vivo normalmente requiere que los dispositivos puedan penetrar
en el cuerpo humano para identificar y (idealmente) cuantificar la presencia de
un determinado patógeno o de células cancerígenas, por ejemplo. Esto
conlleva una serie de problemas asociados con la biocompatibilidad del
material del dispositivo, pero además requiere de un sofisticado diseño para
asegurar su eficacia y minimizar los posibles efectos secundarios. Por su
parte, el diagnóstico in vitro ofrece una mayor flexibilidad de diseño, ya que se
puede aplicar a muestras muy reducidas de fluidos corporales o de tejidos, a
partir de los cuales se puede llevar a cabo una detección específica (de
patógenos o defectos genéticos, p. ej.) en tiempos muy cortos, con gran
precisión y sensibilidad. Debido a estas diferencias fundamentales, se prevé
que la detección in vitro usando nanodispositivos llegue al mercado de una
forma mucho más rápida y se pueda consolidar más fácilmente que los
métodos in vivo.
Dentro del nanodiagnóstico, dos son las principales áreas de trabajo: los
nanosistemas de imagen y los nanobiosensores, dispositivos capaces de
detectar en tiempo real y con una alta sensibilidad y selectividad agentes
químicos y biológicos.

14. Además de elementos de reconocimiento y diagnóstico, las nanopartículas
pueden utilizarse también como agentes terapéuticos. Una vez que las
nanopartículas se unen a tejidos dañados o a células cancerosas, se puede
inducir su calentamiento mediante aplicación de un campo magnético de baja
intensidad (para nanopartículas magnéticas) o por irradiación con luz infrarroja
(para nanopartículas metálicas). A pesar de que los mecanismos son
diferentes, en ambos casos el calentamiento provoca la destrucción de las
células tumorales por hipertermia, sin afectar a las células o tejidos sanos que
las rodean. La utilización de esta tecnología para el tratamiento del cáncer
evitaría los graves problemas de efectos secundarios de los actuales
tratamientos de quimioterapia o radioterapia.
Estos experimentos ya han demostrado su utilidad en pacientes humanos.
Una de las principales nanoterapias es la desarrollada por la empresa
alemana MagForce Nanotechnologies AG, que ha recibido recientemente
(julio de 2010) la aprobación de la Agencia Europa.

15. El sistema de nanoterapia de MagForce se basa en el uso de nanopartículas
de óxido de hierro recubiertas de aminosilano. La aplicación
concreta, recientemente aprobada para su uso en la clínica para tratamiento
de tumores cerebrales, consiste en inyectar estas nanopartículas magnéticas
en la zona del tumor y posteriormente aplicar un campo magnético alternante
de alta frecuencia, que produce un calentamiento local de la zona tumoral
debido la vibración de las nanopartículas y, por consiguiente, la destrucción de
las células cancerosas. La terapia podría aplicarse a diferentes tipos de
tumores sólidos.
La aprobación de este nuevo método terapéutico abre las puertas a los
métodos terapéuticos basados en la nanotecnología.

16. La nanomedicina regenerativa se ocupa de la reparación o sustitución de
tejidos y órganos enfermos o dañados mediante la aplicación de métodos
procedentes de la terapia génica, la terapia celular, la dosificación de
sustancias biorregenerativas y la ingeniería de tejidos, estimulando los propios
mecanismos reparadores del cuerpo humano. Las principales aportaciones de
la nanotecnología a la medicina regenerativa están relacionadas con la
producción de nuevos materiales y sistemas de soporte, la utilización de
células madre embrionarias y adultas y la producción de moléculas bioactivas
que sirvan como señales de diferenciación celular.
En la ingeniera de tejidos, la nanotecnología puede jugar un papel
predominante, al facilitar nuevos materiales y técnicas que permiten una
integración de los tejidos de forma más eficiente por la posibilidad de generar
microambientes más propicios para la regeneración tisular.
La principal dificultad radica en encontrar materiales adecuados que permitan
la fabricación de estructuras que mantengan activo el órgano afectado
mientras se regenera la zona dañada.

17. Entre los materiales que se están utilizando cabe destacar los nanotubos de
carbono, las nanopartículas como hidroxiapatita o zirconia, las nanofibras de
polímeros biodegradables, los nanocomposites, etc.
Uno de los mayores logros es el desarrollo de biomateriales con capacidad de
imitar a la matriz extracelular, constituyendo un auténtico soporte, idéntico al
que aparece de forma natural en las células, sobre el que pueden crecer las
células progenitoras para posteriormente implantarlo en el paciente y así
reparar o sustituir el órgano dañado.
También se pueden utilizar superficies nanoestructuradas que pueden actuar
como incubadoras de líneas celulares, favoreciendo el proceso de
diferenciación celular., donde una superficie nanoestructurada con nanotubos
de carbono ha permitido el crecimiento y proliferación de redes neuronales;
también puede observarse una estructura tridimensional con huecos
ordenados, fabricada mediante replicación inversa de un cristal opalino, en
cuyo interior se han crecido hepatocitos. Esta estructura podría proporcionar
la rigidez necesaria para mantener el hígado mientras se desarrolla el
crecimiento de Nanomedicina: ampliación de la nanotecnología en la salud
111 las células encargadas de regenerarlo.

18. Otra posibilidad es el diseño de biomateriales inteligentes que incorporen en
su seno moléculas de señalización que, una vez insertadas en el
paciente, sean liberadas de forma gradual y activen la regeneración tisular in
vivo.
Gracias a la nanomedicina, las células madre pluripotenciales y los factores
de señalización serán componentes esenciales de implantes inteligentes y
multifuncionales que podrán reaccionar en función del microambiente que le
rodee y facilitar entonces la regeneración del tejido dañado de forma
específica y en el mismo lugar.
Es de prever también que se puedan desarrollar nanoestructuras artificiales
que puedan detectar y reparar daños en el organismo, de la misma forma que
las nanoestructuras naturales lo hacen (p. ej., los linfocitos de la sangre).
Así, se ha propuesto de forma teórica la fabricación de unas nanoestructuras
para sustituir la hemoglobina, denominadas «respirocitos». Los respirocitos
son células rojas nanofabricadas con una enorme capacidad para transportar
oxígeno y que puede permitir pasar varias horas bajo el agua sin respirar.
Según los cálculos de su creador, con una inyección de respirocitos
podríamos vivir con el corazón parado durante 4 horas o bucear durante 2,5
horas. Otros interesantes desarrollos incluyen motores
biomoleculares, interruptores moleculares o nanoagujas que penetren en el
núcleo de células vivas con un alto grado de precisión para realizar cirugía
celular.

19. El objetivo del Instituto Nacional de Cáncer de los Estados Unidos es utilizar la
nanotecnología, para eliminar, antes de 2015, las muertes y el sufrimiento
causados por el cáncer. Las investigaciones actuales se centran en cómo
utilizar la nanotecnología para cambiar de forma radical la capacidad de la
medicina para diagnosticar, comprender y tratar el cáncer.
La Nasa impulsa actualmente programas para el diseño de un prototipo
de célula artificial.
Y mientras los costes de la medicina bajan y el tratamiento de enfermedades
más seguro, así sus beneficios serán experimentados por muchas más
personas en todo el mundo.

20. Marta Cuadros Celorrio, Aurora Llanos Méndez, Román Villegas
Portero(2007)
España
La Plataforma Española de Nanomedicina (http://www.nanomedspain.net/) es
una iniciativa que pretende aglutinar a los principales sectores de la
investigación, la industria y la administración, con el fin de impulsar una
estrategia común en un campo tan multidisciplinar como es la nanomedicina.
En esta plataforma, la industria española del sector biomédico y
biotecnológico juega un papel fundamental, apoyada de manera muy activa
por numerosos centros tecnológicos, organismos de
investigación, universidades, hospitales, así como por la administración
pública.
Europa
La Comisión Europea adoptó un plan de actuación en junio de 2005, con
vigencia hasta 2009, que pretendió definir las acciones de implementación
inmediata fruto de una estrategia responsable, integrada y segura de las
nanociencias y las nanotecnologías. Los principales puntos a tratar fueron :

21. • Cómo y qué debería y qué no ser patentable.
• Regulación a nanoescalas, similar a la existente para los parámetros
a macroescala (ej: exposición ocupacional a nanopartículas, cuantos, etc).
Estados Unidos de América
En octubre de 2005, la National Science Foundation anunció una serie de
medidas para unificar esfuerzos a la hora de informar a la población sobre la
nanotecnología e identificar las implicaciones que conlleva para la sociedad
Posteriormente se creó la FDA Nanotechnology Task Force (agosto de 2006)
que se encarga de determinar los accesos que fomentan el desarrollo de
productos innovadores, seguros y efectivos regulados por la FDA que
emplean nanomateriales, así como identificar y recomendar las vías de
conocimiento y vacíos políticos.
Además, el Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos (NCI) ha puesto
en marcha Alliance for Nanotechnology in Cancer. Esta iniciativa pública y
privada ha sido desarrollada para acelerar la aplicación de los nuevos
descubrimientos nanotecnológicos en cáncer y así cambiar el modo de
diagnosticar, tratar y prevenir el cáncer.

22. El enorme avance de la nanotecnología durante las últimas décadas ha
permitido grandes desarrollos en muchos campos, incluidas las ciencias de la
salud. Los conceptos de la nanotecnología se están aplicando en métodos de
diagnóstico más sensibles, sistemas de terapia y de administración controlada
de fármacos, así como en herramientas que permiten la regeneración de
tejidos y órganos dañados. Los sistemas y métodos descritos son solamente
ejemplos seleccionados de la ingente actividad que se está desarrollando en
miles de laboratorios de todo el mundo para mejorar las condiciones de salud y
la calidad de vida de toda la sociedad.
En el futuro, estos sistemas se integrarán en microchips implantables que
permitirán la administración programada de fármacos con un tratamiento
personalizado y que, al mismo tiempo, podrán medir los parámetros vitales del
paciente y trasmitir esta información directamente a una estación central de
datos, para tener controlado al paciente mientras éste hace su vida normal. Ya
existen chips subcutáneos para medir de forma continua parámetros cruciales
como el pulso o la temperatura, nanopartículas que pueden
reconocer, detectar y atacar selectivamente células cancerosas, así como
nanosensores.

23. que permiten detectar en fluidos biológicos cantidades extremadamente bajas
de moléculas que revelan la existencia de cáncer u otras enfermedades
Se están fabricando actualmente dispositivos «laboratorio-en-un-chip» y se ha
pasado a la etapa de ensayo clínico para nanopartículas que realizan una
liberación controlada de fármacos. Sin embargo, los largos procesos de
aprobación en los sectores médicos y farmacéuticos pueden significar que los
beneficios para la salud sólo podrán apreciarse a largo plazo).
Aunque todavía es necesario llevar a cabo una gran cantidad de investigación
y desarrollo, no cabe duda de que la nanotecnología seguirá sorprendiéndonos
con avances que redundarán en una mejora de la calidad de vida de nuestra
envejecida sociedad y que ayudará a resolver los problemas causados por las
principales enfermedades (cáncer, desórdenes neurodegenerativos y
enfermedades cardiovasculares

24. Dra. Catalina Pérez Berúmen. "La nanotecnología aplicada a la medicina.
"cienciacierta.uadec.mx. diciembre 2011. Coordinación General de Estudios
de Posgrado e Investigación. 21 de junio de 2012
http://www.postgradoeinvestigacion.uadec.mx/CienciaCierta/CC24/7%20nanot
ecnologia.html.
Euroresidentes . "Beneficios de la Nanotecnología: Medicina.
"Euroresidentes.mx. 2010. IT&IS Siglo XXI S. L.. 21 de junio de 2013
http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia_respons
able/nanotecnologia_beneficios_medicina.htm
Laura M. Lechuga. "Nanomedicina: apliación de la nanotecnología en la salud.
"http://digital.csic.es/. 2008. grupo de nanobiosensores y aplicaciones
bioanalíticas. 21 de junio de 2013
http://digital.csic.es/bitstream/10261/44635/1/7_Nanomedicina.pdf
Citas textuales
Clavijo D., García G.A., Casadiego C.A., Nanotecnología en el diagnóstico y
tratamiento médico (15-06-2008)
Marta Cuadros Celorrio, Aurora Llanos Méndez, Román Villegas
Portero., Nanotecnología en Medicina, Informe de síntesis de tecnología
emergente(2007)