Tecnologías para la vida, salud y asistencia a las personas discapacitadas

El comportamiento de los bloques moleculares que constituyen los seres vivos (proteínas, ácidos nucleicos, lípidos, hidratos de carbono y otros) dependen de sus dimensiones y estructuras a escala nanométrica. La investigación de estos sistemas requiere un enfoque multidisciplinario, en el cual convergen conocimientos y métodos de la física, de la química, de la biología, metodologías sofisticadas como la simulación mediante modelos matemáticos y, no menos importantes, las nanotecnologías. Estas hacen posible la investigación sobre los problemas fundamentales de la materia viva, de otra manera difíciles de estudiar.
El arsenal de conocimientos de que se dispone está dando también frutos preciados en campos de notable importancia como la medicina humana y veterinaria, la farmacología, la agricultura. Nos limitaremos aquí a dar algunos ejemplos.

- Lab-on-a-chip ("laboratorio en una plaquita"). Se trata de un dispositivo miniaturizado para la realización de análisis clínicos que utiliza cantidades pequeñísimas de muestra y suministra resultados en breve tiempo sin la intervención del laboratorio de análisis. El sistema, realizado imitando la tecnología de la microelectrónica, consiste en un sustrato de vidrio de sílice u otra composición, o de un material polimérico, que presenta múltiples canales a través de los cuales se dirigen microcantidades del fluido a analizar hacia los puntos sensibles donde se lleva a cabo el análisis. Estos dispositivos, en muchos casos aún en etapa de experimentación, se construyen actualmente en escala micrométrica (ver figura 18).

Figura 13. El "lab-on-a-chip" producido por Aclara Biosciences (California) para análisis de DNA y RNA a través de un sistema específico de microcanales.

En Alemania se ha iniciado recientemente la experimentación a nivel comercial de un dispositivo similar, realizado con tolerancias nanométricas, y para el cual se informa una mejora significativa de la funcionalidad y de las prestaciones . Si bien el dispositivo debería ser del tipo descartable, esta posibilidad no es compatible con los costos actuales. No se dispone de datos sobre el dispositivo alemán , pero en Gran Bretaña se estima que el costo actual puede estar alrededor de las 1.200 a 1.300 Libras esterlinas. La experiencia con la microelectrónica sugiere que los costos disminuirán rápidamente, teniendo en consideración la gran variedad de usos que pueden tener estos sistemas. Por ejemplo, como laboratorio miniaturizado portátil capaz de llevar a cabo en breve tiempo análisis clínicos, incluyendo los relativos al DNA; análisis de productos alimenticios capaces de detectar la presencia de constituyentes tóxicos o modificados genéticamente. Se prevé también un amplio uso en la investigación farmacológica para estudiar la reacción de células aisladas frente a nuevos fármacos. El estudio de la NEXUS ya mencionado (ver tabla 2) estima que en el 2002 el mercado mundial de éstos dispositivos será del orden de los mil millones de dólares.

- Las nanopartículas en el suministro dirigido de fármacos y otros medios de curación. Las nanopartículas y los recubrimientos superficiales nanoscópicos permiten suministrar fármacos en modo dirigido directamente a las células enfermas. El tratamiento farmacológico en este caso es más eficaz y presenta menos efectos secundarios no deseados (baste pensar en los tratamientos quimioterápicos de enfermedades tumorales). Actualmente está en fase de experimentación el uso de nanopartículas en la cura de enfermedades genéticas como la fibrosis cística; en este caso las nanopartículas se utilizan para inyectar DNA sano en sitios celulares específicos para sustituir al gen defectuoso. También se halla en fase de experimentación el uso de nanopartículas magnéticas para guiar y posicionar los fármacos en sitios específicos mediante sistemas magnéticos externos. Partículas de este tipo pueden ser usadas también para efectuar acciones térmicas localizadas dn las células cancerosas; fijadas las partículas en las mismas, se procede a su calentamiento aplicando un campo magnético externo.
- Materiales para la reparación y regeneración de tejidos. Es conocido el hecho de que las células vivas, cuando están en contacto con una superficie, resultan fuertemente influenciadas por las características fisicoquímicas y por la morfología de la misma. Recientemente se está dedicando un notable esfuerzo a la investigación de superficies micro y nanoestructuradas capaces de promover el crecimiento controlado de células. Se puede dar origen así a tejidos que reemplacen a partes dañadas, o a favorecer la compatibilidad de prótesis y otros sistemas (por ejemplo sensores, sistemas de suministración localizada de fármacos) implantados en el cuerpo humano.
Las aplicaciones en los campos biológico y médico, además de su contribución al cuidado de la salud y de la calidad de vida en general, dan origen a nuevas actividades industriales y de servicios de notable valor económico. Si bien muchas de estas actividades (por ejemplo, la industria farmacéutica) exigen un esfuerzo en la investigación avanzada sólo posible para empresas grandes, a menudo transnacionales, quedan siempre amplios espacios para empresas de dimensiones pequeñas y medianas, que deberán valerse de la competencia científica disponible en las universidades y entes públicos de investigación.

Sitio Web: http://www.ceramicaycristal.com/Ciencia.htm

ANGGIE M. NAVAS G. CRF