La nanotecnología es un área de la ciencia y de la tecnología de carácter multidisciplinar dedicada el estudio, síntesis y creación de partículas a una pequeña escala ( para la posterior aplicación a aparatos y sistemas que en los últimos tiempos se han ido desarrollando, así como la explotación de esta materia a escala nanométrica. Al trabajar a estas dimensiones, la materia se comporta de manera totalmente diferente a como lo hace a escala macroscópica, y es por esto por lo que los científicos se apoyan en estas propiedades para crear nuevos sistemas. Richard Feynman, fue el primero en plantear esta posibilidad en su conferenciaa “There's Plenty of Room at the Bottom” (“En el fondo hay espacio de sobra”). Basándose en estas ideas Eric Drexler acuñó el concepto de ensamblador a pequeña escala, como un sistema capaz de reproducir un elemento igual a sí mismo, es decir, capaz de copiar estructuras atómicas para después reproducirlas, en su libro “Motores de la Creación: La Llegada de la Era de la Nanotecnología”. Gracias a Drexler, la nanotecnología ha alcanzado la relevancia actual con inventos como el microscopio de efecto túnel creado en el año 1981 y con el que se puede hacer un estudio detallado de átomos aislados.
Desde entonces ha habido dos hitos en el desarrollo de la nanotecnología, la síntesis de los fullerenos, en el año 1985 por los investigadores Harry Kroto, Richard Smalley y Robert Curl, quienes ganaron el Premio Nobel de Química del año 1996 y la del grafeno por la que Andrey Gueim y Konstantin Novosiolov obtuvieron el Premio Nobel de Física de 2010. Además se han diseñado y postulado materiales y dispositivos basados en esta tecnología, como chalecos antibalas hechos de tela de araña, hilos invisibles y altamente resistentes de nanotubos de carbono, composites ultraligeros y muy resistentes, etc.
Para la Unión Europea la nanotecnología es una de las áreas de investigación preferente como lo demuestra su inclusión en el programa Horizonte 2020, dotado con un presupuesto de 80.000M € para el periodo 2014-2020, a distribuir entre estos proyectos.
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| Horizonte 2020 |
Quizá uno de los campos más prometedores el de la medicina, ya que en él se pueden encontrar curas o detecciones de las enfermedades tecnológicamente más avanzadas a las existentes ahora, además hay muchas ramas de la medicina que han salido beneficiadas como la microbiología, inmunología o fisiología. También han surgido nuevas ciencias como la Ingeniería Genética, que ha generado polémicas sobre las repercusiones de procesos como la clonación o la eugenesia.
Los nanocristales, han adquirido un gran interés dentro del campo de la biomedicina, hacia donde hemos orientado nuestra investigación, debido a la gran variedad de aplicaciones que pueden llegar a tener en este campo, desde terapias contra cáncer por hipertermia al calentar la partícula por acción de campos magnéticos, a “trasportines de fármacos”, hasta marcadores luminiscentes de células o como agentes de contraste para el diagnóstico por la imagen.
Dentro de todas las aplicaciones destacamos la capacidad de las nanopartículas para realizar terapias focalizadas y no de aspecto generalizado. Su pequeño tamaño permite que los nanocristales sean absorbidos por las células, y que gracias a una serie de proteínas unidas a las partículas permitan la localización del punto exacto de aplicación de la terapia. Si estas nanopartículas tienen la posibilidad de emitir un determinado tipo de luz al ser excitadas convenientemente, podrán actuar como sondas luminiscentes para la detección de célula de un determinado tipo, como por ejemplo las cancerosas.
La combinación de estos nanocristales con grupos carbohidratos (glyconanopartículas [conferencia dvd]) nos permiten el guiado de la partícula por el organismo hasta el foco de la enfermedad. Se introducen dentro de estas glyconanoparticulas una serie de antigénicos para cáncer, que permiten su detección, y más de un péptido inmunogénico, que provoca una respuesta inmune fuerte permitiendo que el organismo fabrique anticuerpos y “vacunas”. Si introducimos junto a estas partículas ARN de interferencia podemos intervenir en el proceso de creación de proteínas en los ribosomas, haciendo que la célula tumoral quede aturdida, reduciendo su extensión mientras el tumor es detectado gracias a la emisión en infrarrojo de los cristales y posteriores resonancias, además de permitir un plan mejor elaborado de actuación contra la enfermedad. Son lo que se conocen como nanomisilies, capaces de encontrar la célula maligna y atacarla selectivamente no dañando las sanas que hay alrededor.
El objetivo del presente proyecto es la síntesis de nanopartículas con propiedades luminiscentes capaces de emitir luz a la que sea transparente la piel para que sean candidatas a la fabricación de sensores biológicos o nanomisiles.