NANOTECNOLOGÍA Y NANOCIENCIA

APLICACIONES EN MEDICINA

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TEMAS

• Prólogo• Introducción y definiciones• Historia y Evolución• Aplicaciones generales y ramas • Nanomedicina• Ideologías y Bioética en la

Nanociencia• Bibliografía

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I. PRÓLOGO

Stephen Hawking – 2008 en su libro A Briefer History of Time, afirma:

“El s. XX contempló la visión del hombre de un universo transformado. Hemos tomado conciencia de la insignificancia de nuestro propio planeta, en el vasto universo…de que el universo tenía un inicio en el tiempo”.

“La teoría de la relatividad general de Albert Einstein , modificó la teoría de la gravedad de Newton, combinada con la teoría quántica de Heisenberg, aplicada en la escala de las partículas y de las ondas, ha permitido comprender mejor nuestro universo”.

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II. INTRODUCCIÓN

3 REALIDADES MATERIALES = FÍSICO-QUÍMICAS:

• 1.- Macroscópica: de 1 mm hasta 1 mm hasta 1m

• 2.- Microscópica: de 1 micra hasta 1 mm

• 3.- Nanoscópica o Molecular: de 1 hasta 1 centenar de nanómetros

• La Macroscópica sustentada por la Microscópica y ésta por la Nanoscópica

Animal marino

Diseño del futuroJSK

• Mundo físico-químico: átomos moléculas proteínas, glúcidos y lípidos

• Mundo biológico: sociedades celulares (tejidos, órganos y sistemas). Sustrato de la VIDA= bios

ADN y ARNNanorobot

Tejido Cerebral JSK

• Conocimiento científico de la MATERIA: Física, Química, Biología, Geología y varias ramasmenores.

DEFINICIONES

Ciencia que estudia la estructura y los sistemas funcionales miniaturizados de la materia, su origen, síntesis y modificaciones en la esfera molecular.

La Nanotecnología diseña y crea los instrumentos para manipular la realidad material nanoscópica, generando múltiples productos derivados aplicables al servicio de los humanos.

Es una ciencia multidisciplinaria aplicada, producto de la confluencia de la física, la química y la biología.

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Nanoescala: los materiales y los instrumentos manipulados desde medidas de 5 hasta 100 átomos.1 nanómetro = 10-9 metros 1mm= 10+6 nanómetros

Qué es nanómetro? La unidad milmillonésima de 1m=5 átomos secuenciales. Usada para medir en la esfera material molecular.

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III. HISTORIA Y EVOLUCIÓN DE LA NANOCIENCIA

Richard Feynman – 1959, fundador. En 1965 propuso fabricar productos derivados de la reordenación de átomos y moléculas, sustentado por las leyes de la mecánica quántica.

Gerd Bining y Heinrich Rohrer (IBM, Suiza) , introdujeron el uso del microscopio de exploración excavagante de fuerza atómica

Eric Drexler, década de los 80, inventó el término Nanotecnología Molecular. Publicó Engines of Creation en 1986 y creó el Foresight Institute de USA.

Microscopio atómico JSK

Iijima Sumio (lab. NEC, Japón) – 1991, fabricó los buckytubos = nanotubos = semiconductores de electrones, aplicables para la conducción del flujo eléctrico

Olk Charles y Heremans Joseph (General Motors), utilizaron los nanotubos para fabricar transistores para chips de computadoras (informática).

Lehn Jean Marie – 1987. “La interacción entre las moléculas y la sociología de las moléculas”.

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Nie Shuming y cols. (Inst. Tec. de Georgia) – 2004. construyeron microfaros para introducirlos en la circulación sanguínea para localizar una lesión cancerosa en desarrollo.

Alvisatos Paul (Univ. Calif. en Berkeley) – 2004. Construyó “puntos quánticos” aplicados al dx del cáncer precoz.

Sargent Ted (Univ. de Toronto-Canadá) – 2005, desarrolló una variante de láser integrado en un chip fotónico con múltiples dispositivos ópticos.

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Humayun Mark y cols. (Univ. California del Sur), construyeron una prótesis retiniana dentro de un microchip para implante en la retina en pacientes con Retinitis Pigmentosa recuperación de la visión.

Langer Bob (prof. del M.I.T.), patentó 30 productos nanotecnológicos, vehículos de fármacos, microchips de silicón liberadores de dosis precisas de medicamentos selectivos, (para quimioterapia, insulina, etc.)

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RAMAS DE NANOCIENCIA

• Nanobiología• Nanomedicina• Nanogenética• Nanoindustria• Nanoinformática• Nanoecología• Nanocosmética• Nanoclimatología

IV. APLICACIONES DE LA NANOTECNOLOGÍA

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Nanotecnólogos diseñan, fabrican instrumentos para producir materiales miniaturizados y para manipular funciones específicas que aportan soluciones determinadas.

Tiene aplicaciones en: medicina, ecología, industria, agricultura, informática, genética, producción de energía, cosmética, etc.

Instrumentos fabricados: nanotubos de carbón, bucky pelotas, polígonos de 60-70 carbonos, anticuerpos, partículas inorgánicas para la industria farmacéutica y textil, etc.

Instrumentos para uso en electrónica, magnética, energética en la industria optoeléctrica, etc.

Bucky pelotaPoligono de 60C

Nanotubo de carbón

Microgenerador de luz

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• Nanosensores para detectar neurotoxinas y explosivos

• Materiales descontaminantes para la limpieza ambiental

• Purificadores de gasolinas de alto octanaje

• Purificadores de aguas contaminadas

Aplicaciones en Toxicología

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Construcción de células solares plásticas

energía fotónicaenergía cinéticaenergía térmica energía gravitacional

Aplicaciones en la Energética

Estados energéticosen nanotubos

+ 40 laboratorios y + 3000 productos fabricados en el mundo.

30% de la nanotecnología mundial en la U.E.E., 29% en USA y 41% en Canadá, Japón, Australia, Argentina y Suiza.

Transformadores de luz solar en

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VII. LA NANOMEDICINA

6 objetivos de la nanotecnología:

• Herramientas de investigación y práctica médica de bajos costos

• Instrumentos eficientes para el Dx y el Rp de enfermedades

• Novedosas modalidades terapéuticas

Medidas preventivas para conservar la salud. Ampliación de aplicaciones a poblaciones grandes= política sanitariaPequeños sensores, ordenadores y aparatos miniaturizados implantables. Moléculas inductoras de

neuronas sanasJSK

• Monitoreo de enfermedades con imágenes• Monitoreo evolutivo de afecciones• Reparación de tejidos lesionados (injertos)• Fabricación de corneas artificiales• Aplicación en la Inmunológia. Desarrollo de vacunas• Prevención de enfermedades• Terapia celular con nanopartículas• Procedimientos del Dx y del Rp del dolor• Desarrollo de genes para terapia genética• Desarrollo de agentes bactericidas y viricidas• Desarrollo de nanoagentes anticancerosos

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VIII. Ideologías y Bioética en la Nanotecnologia

Libro Soft Machines = Máquinas blandasAño 2004Richard A.L.

Jones

Extractos de un análisis realizado por el premio Nóbel de química en 1996 el británico Richard Jones, además físico de la Universidad de Sheffield, en agosto del 2007.

Autor del libro “Maquinas Blandas: Nanotecnología y Vida” en el año 2004.JSK

1.- PRECEDENTES:

• Algunos gobiernos y compañías multinacionales consideran a laNanotecnología como un motor del crecimiento económico.

• La nanoescala es la escala en la que opera la maquinaría biológicabásica, el aparato subcelular de la vida.

• La Nanotecnología es una combinación ecléctica de varias disciplinas. Esun subproducto.

• Algunas entidades ecológicas han advertido de que ésta tecnologíagenerará una degradación ambiental. Y que ampliará la brecha entre losricos y los pobres.

• Las tecnologías no suelen desarrollarse en un vacío sociológico.

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2.- DATOS SIGNIFICANTES

• En el 2000 el presidente Clinton anuncio una Iniciativa Nacional Nanotecnológica con un aporte de su gobierno de 497 millones de dólares anuales. Primer pronunciamiento político. Bush incrementó el aporte a su desarrollo.

• Otros gobiernos mundiales siguieron este ejemplo. Varios países europeos, India, China, África del Sur, Brasil, Canadá y Argentina.

• El impacto de la Nanotecnología sobre la tecnología de la informática está incrementando 100 veces el poder de las computadoras la posibilidad de producir computadoras mas baratas la producción de tecnología de radiofrecuencia que interferiría con la privacidad de la gente.

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3.- DEBATES IDEOLOGICOS

Analiza 3 ideologías contemporáneas:

El Transhumanismo: enfoque radical casi teológico del progreso humano.

La Nanotecnología como vehiculo del progreso humano al trascender varias limitaciones de la calidad de vida. La muerte se podría demorar, ampliar el potencial de inteligencia con una inteligencia artificial agregada aportada por computadoras.El cambio tecnológico condicionaría la aceleración hacia una nueva y mejorada versión de la humanidad.

Sustentada por el “determinismo tecnológico” como vehiculo del progreso humano. Representada por científicos de California que trabajan en el campo de la informática, seguidores de Drexler.

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El Capitalismo Global y la cambiante Innovación.

.- Representada por varios gobiernos y empresas mercantiles del mundo que consideran a la Nanotecnología como el vehiculo ideal para impulsar el crecimiento económico durante los próximos 20 años..

.- Hay predicciones de que para el año 2015 una Iniciativa Nacional de Nanotecnología en U.S.A. creará un mercado de un trillón de dólares.

.- Evidencia cómo una innovación científica influye en el mercado.

.- Existen compañías de Nanotecnología sustentadas por el capital representado solo por la propiedad intelectual. Universidades e Instituciones Investigativas buscando fondos privados en vez de públicos para contratar a los investigadores académicos. Eclipsaría los valores académicos tradicionales por los intereses y necesidades del mercado aplicadas a las Ciencias Biológicas.

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Los Ambientalistas.

.- El grupo ETC inglés acusó a la Nanotecnología de ser la sucesora de la modificación genética. Han prevenido contra la posibilidad del peligro de materiales de nanoescala que resultarían tóxicos.

.- Esta preocupación impulsó a la Sociedad Real y a la Academia Real de Ingeniería inglesas a recomendar un programa de investigación y de acción regulatoria de la posible toxicidad de las nanopartículas. Y ETC adoptó una tesis ANTIGLOBALISTA.

.- Los ambientalistas suelen guardar un escepticismo general sobre los beneficios del “progreso científico y tecnológico” en general.

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.- BILL Mc KIBBEN, periodista americano escribió un libro “Enough” = “Suficiente”, donde argumenta de que hoy en día poseemos suficiente tecnología para cubrir nuestras necesidades y la nueva tecnología es muy probable que nos conduzca hacia una enfermedad espiritual a través del excesivo consumismo. Las nuevas y muy poderosas tecnologías como es el caso de la modificación genética y la Nanotecnología conducirían hacia nuevos peligros existenciales terríficos.

.- El grupo Greenpeace aún no se ha pronunciado en el sentido de una oposición inequívoca a esta tecnología. La Nanotecnología parece tener mas bien un potencial de aportar soluciones a problemas ambientales acuciosos. Permitiría fabricar nuevas variedades de células solares que se aplicarían a la purificación y a la salvación de las aguas contaminadas en el mundo en desarrollo. Se trata de dimensiones políticas y sociales que impulsarían a otros grupos ambientalistas a mantenerse neutrales. Serían los “verdes brillantes” que buscan utilizar tecnologías con un diseño imaginativo para planificar sociedades urbanas sustentables.

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Concluye Jones que:.- Siendo la Nanotecnología en todas sus ramas una investigación siempre orientada hacia un objetivo. Obliga a los científicos cuestionarse siempre “los objetivos de quien” se impone un compromiso democrático por parte de los científicos para establecer las prioridades.

.- La Nanotecnología aporta un ejemplo fascinante de la complejidad de la interacción entre, ciencia, tecnología y sociología.

.- La Nanotecnología y otras nuevas tecnologías emergentes tendrán un fuerte impacto en el desarrollo social de la humanidad en los próximos 20 – 50 años.

.- Es poco recomendable el enfoque tecnológico determinista en el mundo científico.

Richard A.L. Jones

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VIII. BIBLIOGRAFÍA• Baker J. Nanopartícula transportadora de fármacos. Cáncer Res., 15/6/05

• Carletti E. J. La nanotecnología: un rápido panorama. Axxón #110, enero 2002

• Córdova Luis. Introducción a la nanotecnología. http.///www.el-planeta.com/futur/nano0700.htm. sept. 2006

• Crow M.M. and Sarewitz D. Nanotechnology and Societal Transformation. National Sc. and Technol Council Workshop. Sept., 2000. http://www.aaas.org/spp/rd/ch.6

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• Drexler K. E. Nannosystems: Molecular Machinery, Manufac. and Computation. John Wiley & Sons. 1992

• Goikoetxea Itziar. El secreto de los huesos. Nanotecnología y Salud. 8/10/ 07. http:blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia

• Goikoetxea Itziar. Nanocirugía, General, Nanotecnología y Salud. 11/10/07. http:blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia

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• Jones Richard A.L. Sofá machines: Nanotechnology and life 2004.

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• Maestre Varea David. Nanobiomateriales y regeneración ósea. Nanotecnología y Salud. 20/9/07 http:blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia

• McKibben Hill, Hall Henry. Enough, staying human in an engineered age. N.Y., 2003.

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• Salazar Gustavo. Informe de nanotecnología. 10/06. http:blogs.creamoselfuturo.com/nano- tecnologia

• Sargent Ted. The dance of molecules. How Nanotechnology Is Changing Our Lives. Viking Canada, Pinguin Group. 2005

• Valdivia Uria J.G. Nanotencología, Medicina y Cirugía minimamente invasiva. Arch. Esp. Urol., vol 58 #9, Madrid11/05

• Woods Richard. Nanotecnología una herramienta para la medicina del futuro. Diario “La Nación”, 19/8/07 reproduciendo a “The Sunday Times”

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Ponente: Dr. Jaime Segal K.

Neurólogo

Colaboradora:

Rita B. de Segal

Diagramación y Montaje:

Ahida Carrillo

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