Nanopolvos – Cuando el tamaño sí importa

Siguiendo la estela del artículo anterior «Sobre huesos y piedras: a propósito de los biomateriales», hoy hablaremos de nanopolvos, más conocidos como nanopartículas, abarcando un pequeño grupo de ellas que nos ayudan en la salud, tanto de nuestro patrimonio cultural como de nuestro organismo.

Nanopartículas – Datos de interés

Como sabéis, las nanopartículas son aquellos materiales en los que al menos una de sus dimensiones mide entre 1 y 100 nanómetros (1 nanómetro equivale a una mil millonésima parte de un metro). Sus propiedades suelen ser distintas a las que presenta el material en dimensiones de sólido volumétrico, lo que las hace tremendamente atractivas para el estudio de nuevas y futuras aplicaciones. Si aún no lo habéis hecho, os recomiendo encarecidamente la lectura del artículo «Química y Nanotecnología: Premio San Alberto Magno a la mejor Tesis Doctoral».

Desde hace unos años (más bien desde la década de los 90), nos hemos ido familiarizando con su nombre. Pero convivimos con nanopartículas desde hace milenios. De hecho, la civilización egipcia ya usaba coloides de oro por sus propiedades ópticas y medicinales: se creía que ayudaban a conseguir la eterna juventud. Al igual que en la Antigua China, donde eran utilizados además como colorantes inorgánicos para ultimar los detalles de su famosa porcelana. Como ejemplo, también citaremos la copa de Licurgo (Antigua Roma, siglo IV) que cambia de color de acuerdo a la posición en la que se coloca el observador, es decir, conforme la luz se comporte al incidir en ella: presenta un color verde con luz reflejada, y uno rojo rubí con luz transmitida. Con todo ello, hubo que esperar hasta 1857, año en el que Faraday realizó el primer estudio sistemático, realizando síntesis y comprobando las propiedades de los nombrados coloides de oro.

Como dijimos antes, las propiedades que presentan las nanopartículas difieren de las que se conocen y esperan en el sólido volumétrico del que proceden. ¿Por qué? Porque a medida que la dimensión se reduce, sobre todo en el intervalo de 1-10 nanómetros, los efectos de tamaño y superficie son cada vez más notables. Esto abre un universo de posibilidades y por ello muchos investigadores dedican horas en aislarlas, estudiarlas, fabricarlas y aplicarlas.

Nanopartículas – Rehabilitación del patrimonio cultural

Y ahora, sin más dilación, seguiremos el hilo conductor del artículo «Sobre huesos y piedras: a propósito de los biomateriales», comenzando con el cuidado y rehabilitación del patrimonio cultural.

Aquí destacaremos el estudio que recientemente publicaba la agencia Sinc sobre el desarrollo de un novedoso material con nanopartículas de sílice que consolida la piedra en edificios deteriorados por el paso del tiempo, la contaminación ambiental o la polución.

Las nanopartículas, al solidificar en el interior de los poros y fisuras de la piedra, se van uniendo unas a otras y forman un polímero, es decir, una especie de estructura que consolida el grano en un plazo de 15 días tras su aplicación. La siguiente fase de este proyecto consiste en el desarrollo de otros nanomateriales que tengan otras aplicaciones. Por ejemplo, autolimpiantes, que permiten borrar de la fachada de un edificio pintadas o grafitis por efecto de la luz solar o nanomateriales con efecto biocida, destinados a eliminar aquellos microrganismos (hongos, algas) que crecen en la piedra, lo que sería todo un avance, además de suponer un considerable ahorro en recursos para proteger y rehabilitar nuestro patrimonio cultural nacional e internacional.

Nanopartículas – Medicina y tratamientos farmacológicos

Si aún no habéis leído el artículo «Nanotecnología en tratamientos farmacológicos», seguro que muchos de vosotros me agradeceréis que os lo haya enlazado aquí. Podemos encontrar nanopartículas tanto en gasas para quemaduras serias o heridas crónicas (con plata, que es un potente bactericida), como en pomadas contra dolores musculares, normalmente con liposomas de 90 nanómetros; o en algo ya tan convencional como el adhesivo dental.

Las nanopartículas para aplicaciones médicas suelen ser: liposomas, micelas, lipídicas, metálicas y poliméricas. En general, sus objetivos a destacar son:

mejorar la estabilidad física y química de los principios activos encapsulados.
aumentar la absorción de partículas activas, lo que se traduce en una mejor biodisponibilidad.
actuar como sistema de liberación controlada, reduciendo fluctuaciones de la concentración en sangre del principio activo.
alcanzar tejidos/barreras específicas y penetrar en células inalcanzables por principios activos convencionales, gracias a su reducido diámetro.
disminuir los efectos adversos y toxicidad asociada a la administración del fármaco libre.
otorgar protección de la molécula encapsulada, por ejemplo: contra la degradación enzimática, química o inmunológica.

Recientemente, la agencia Sinc publicaba la siguiente noticia: “Un cannabinoide en suspensión acuosa de nanopartículas alivia el dolor crónico neuropático“, una prometedora contribución de las nanopartículas poliméricas (a la espera de comprobar sus resultados en humanos), contra cierto dolor neuropático. Este tipo de dolencia es un trastorno neurológico en el que las personas experimentan dolor crónico intenso debido a un nervio dañado. Se trata de una dolencia bastante común en la población general y que no responde a los tratamientos analgésicos o antiinflamatorios comunes. Según Lucía Martín-Banderas, investigadora principal, “el tratamiento farmacológico actual para el dolor neuropático no resulta eficaz en numerosas situaciones clínicas. De hecho, esta dolencia causada por la compresión nerviosa periférica es uno de los grandes desafíos en el manejo del dolor crónico”. El equipo ha comprobado que la inclusión del derivado sintético del cannabis denominado CB13 dentro de nanopartículas poliméricas, permite controlar durante un tiempo prolongado la actividad de este fármaco, consiguiendo que una única dosis vía oral tenga un efecto continuado de nueve días, mientras que el fármaco administrado libremente actúa solo una media de ocho horas.

Y hasta aquí el artículo «Nanopolvos – Cuando el tamaño sí importa», en breve os hablaré de los nanodiamantes y sus prometedoras aplicaciones, pero esa es otra historia y será contada en otra ocasión…

Laura G. Rubio

Nota 1: Esta entrada participa en la LI Edición del Carnaval de Química, cuyo blog anfitrión es Scientia.

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