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BIOMATERIALES AVANZADOSSISTEMAS ELECTRÓNICOS IMPLANTABLES

Artificial heart Cochlear implant VentilatorCardiopul-monary bypass

Retinal implant

PRESIÓN

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ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA

TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN: MONITORIZACIÓN

Diagrama de bloques de un dispositivo de estimulación

Compatibilidad electromagnética Emisiones y susceptibilidad

Interferencias

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BIOMATERIALES AVANZADOS

NANOPARTÍCULAS ‐ NANOMEDICINA

LIBERACIÓN CONTROLADA DE FÁRMACOS

LIBERACIÓN CONTROLADANIVEL INEFICAZ

NIVEL TÓXICO

Tiempo

[Fár

mac

o]

Curva farmacocinética

Dosis Dosis DosisDosis

LIBERACIÓN CONTROLADA DE FÁRMACOSFÁRMACO‐ sustancia utilizada en el tratamiento, cura, prevención o diagnosis de unaenfermedad o utilizada para mejorar el bienestar físico o mental de un ser vivo.

ADMINISTRACIÓNCONVENCIONAL

Dosis elevadasToxicidad sistémicaInconvenientes al pacienteEscasa concentración en el lugar necesario

SISTEMAS DE LIBERACIÓN CONTROLADA

Dosis bajasToxicidad localMejora calidad de vida del pacienteActúa en el lugar necesario

¿por qué investigar sobre SLCF?Introducción de nuevo fármaco 200 millones € y 10 años de I+D

Cías. Farmacéuticas buscanmáxima rentabilidad

Aumentar vida media de la patente del fármaco con unapatente nueva de formulación de LCF

Demostrar que la formulacióndel SLCF es superior enseguridad y eficacia

Que el coste del SLCF sea losuficientemente bajo paraasegurar una razonablepenetración en el mercado

JUSTIFICACIÓN COMERCIAL

LIBERACIÓN CONTROLADA DE FÁRMACOS LIBERACIÓN CONTROLADA DE FÁRMACOS

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NANOPARTÍCULAS Y NANOMEDICINA

< 100 – 150  nm esquivan macrófagos< 5 – 6  nm eliminadas vía renal

10 – 100  nm TAMAÑO ÓPTIMO

- Protegen al fármaco de la degradación - Pueden dirigirse (vectorización) a sitios específicos- Permiten la liberación de fármacos hidrofóbicos y macromoléculas

- Atraviesan la barrera epitelial y endotelial- Se puede seguir la liberación en tiempo real- Pueden disminuir la resistencia de tumores a ciertos fármacos

- Pueden liberar 2 ó mas fármacos diferentes de modo controlado

- Resuelven problemas de solubilidad y estabilidad química

Se utilizan soluciones coloidales o dispersiones de nanopartículas quecontienen fármacos.‐ Composición variada‐ Variedad estructural‐ Distintas características superficiales

El total de ensayos clínicos es apenas el 

2% del total de publicaciones

Investigación en nanopartículasy cáncer/toxicología

Ensayos clínicos

NANOPARTÍCULAS EN NANOMEDICINA LIPOSOMASVesículas formadas por bicapas esféricas concéntricas de fosfolípidosque encierran en su interior uno o varios compartimentos acuosos.

Unilamelares

Plurilamelares

Plurivesiculares

FARMACOLOGÍA, COSMÉTICA, DERMATOLOGÍA

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MICELAS

Esferas formadas por moléculas de tensioactivos conun exterior hidrófilo y un interior hidrófobo

Se usan con fármacos poco solubles en agua mejorando su biodisponibilidad

DENDRÍMEROS o MICELAS POLIMÉRICAS 

Moléculas políméricas, sintéticas, versátiles y tridimensionales con forma biendefinida, tamaño nanoscópico y con propiedades físico‐químicas querecuerdan a las de las biomoléculas

Solubles en agua con capacidad de encapsulación y gran cantidad de gruposfuncionales periféricos. Ideales como SLF.

NANOCAPSULAS

Sistemas que contienen un ingrediente activo en su interior separado del exteriorpor una membrana polimérica.

Por saturación del interior, el ingrediente puede difundir a través de la membrana a una velocidad casi constante

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Matriz polimérica esférica. Es capaz de contenerun fármaco encapsulado en su interior. Elfármaco se libera al exterior por difusión.

NANOESFERAS NANOPARTÍCULAS CERÁMICAS

SIICE MESOPOROSA

NANOPARTÍCULAS CERÁMICAS

FOSFATOS DE CALCIO

Biocompatibles. Solubles a pH ácido / NPs pH sensiblesNPs huecas pueden abrirse con ultrasonidosHA / sales Fe2+ propiedades magnéticas HIPERTERMIA

ALÓTROPOS DE CARBONO

GRAFENO ultra área superficial. Fácil de funcionalizarÓxido de Grafeno (GNO) fotoluminiscente. Nanotubos.Pueden usarse en terapia fototérmica (PTT) calor al ser irradiados

NANOPARTÍCULAS DE ÓXIDO DE HIERRO

Fe3O4 ‐Fe2O3 con propiedades magnéticas. H produce aumento de THipertermia T sube a 45‐47ºC favorece acción de antitumoralesTermoablación T sube a 53‐47ºC destruye células tumorales

TRANSFECCIÓN GÉNICA

TRANSFECCIÓNTEMPORAL   el DNA no se integra en un cromosoma

ESTABLE  sí se integra y pasa a la siguiente generación 

GENES, FRAGMENTOS DNA (PLASMIDOS pDNA)

NÚCLEO CELULAR PROTEÍNA ESPECÍFICA

iRNA, siRNA

INTERIOR DE LA CÉLULA  INHIBE PROTEÍNA ESPECÍFICA

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TRANSFECCIÓN GÉNICA TRANSFECCIÓN GÉNICA no Viral

1

2

3

4 Mejor en proceso de división celular

5 Unión a sitio adecuado

Bioimagen

Terapiaslocalizadas

Muerte de células tumorales

NanopartículasProtector

Ligando LocalizaciónCito-tóxico

ESPECÍFICOS, MENOS TÓXICOS, MENOS EFECTOS SECUNDARIOS NO DESEADOS, MUCHAS POSOBILIDADES

SISTEMAS DIANA/VECTORIZACIÓN

1. VECTORIZACIÓN PASIVA

2. VECTORIZACIÓN ACTIVA

3. SISTEMAS ESTÍMULO‐RESPUESTA

4. IMÁGENES Y TERANÓSTICA

NANOMEDICINA y CÁNCER