Aplicación de nanotubos de carbono en medicina

Por: Juan Manuel Liñán Barroso

                Los nanotubos de carbono se plantean como una promesa revolucionaria en medicina.

Aunque todavía no hay aplicaciones reales, el esfuerzo investigador en esta área es muy grande dado el enorme potencial que poseen para realizar diferentes funciones.

En el artículo “Carbon nanotubes for biomedical applications” puede leerse una interesante exposición de distintas aplicaciones médicas de los nanotubos de carbono.

Destacamos las siguientes:

· Liberación de fármacos:

Medicinas encapsuladas en el interior de nanotubos de carbono podrían ser ingeridas y transportadas a través del torrente sanguíneo hasta el punto donde tienen que ser administradas. Además de conseguir así gran efectividad en los medicamentos, se evitarían los efectos secundarios presentes en la mayoría de los fármacos que tomamos actualmente, mejorando la calidad de vida de personas sometidas a agresivos tratamientos contra ciertas enfermedades como el cáncer.

· Los nanotubos de carbono son sustancias adecuadas para ser portadores de fármacos porque no interaccionarían con éste, conservando por tanto su integridad, son suficientemente resistentes como para no ser alterados durante el tránsito por el interior del cuerpo y por el hecho de estar formados por carbono, sustancia básica en el cuerpo humano, es de esperar que sean totalmente biocompatibles y que pudieran descomponerse y excretarse después de liberar el fármaco. Además, hay estudios que demuestran que el reducido tamaño de los nanotubos de carbono los capacita para penetrar en el interior de las células, requisito necesario para esta aplicación.

· Diagnóstico por imagen: Resonancia magnética. Sólo algunas sustancias presentes en el organismo tienen las propiedades magnéticas adecuadas para emitir las señales que proporcionan información sobre el órgano o tejido que se quiere estudiar. Entre ellas está el carbono-13, pero su concentración es insuficiente. Normalmente se suministra desde el exterior constituyendo lo que se denomina “contraste”, sustancia que se administra al paciente en el momento de realizar la prueba. Los nanotubos de carbono podrían ser utilizados como portadores de carbono-13, como se detalla en la patente “Magnetic resonance imaging (mri) agents: water soluble carbon-13 enriched fullerene and carbon nanotubes for use with dynamic nuclear polarization”.

· Sistemas de vídeo miniaturizados. Los nanotubos de carbono también podrían transportar en su interior pequeños sistemas de vídeo de tamaño nanoscópico. Se podría así llegar a zonas de difícil acceso en el organismo simplemente mediante la ingestión de una píldora.

· Prótesis: Andamiajes para regeneración ósea. En el artículo “A Bone Mimic Based on the Self-Assembly of Hydroxyapatite on Chemically Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes se refleja el trabajo que, sobre este tema, se está llevando a cabo en el Centro de Neurociencias de la Universidad de California. Los tejidos óseos son unos compuestos naturales de fibras de colágeno e hidroxiapatitacristalina. Se ha demostrado que los nanotubos de carbono pueden imitar el rol del colágeno como soporte para inducir el crecimiento de los cristales de hidroxiapatita. Tratando químicamente los nanotubos, sería posible atraer los iones de calcio y promover así el proceso de cristalización. Los nanotubos sustituirían a los materiales que se utilizan actualmente para este proceso aportando mayor resistencia, flexibilidad y biocompatibilidad.

· Neuroprótesis visuales. El Centro Nacional de Microelectrónica del CSIC junto con la Universidad Autónoma de Barcelona y la Universidad Miguel Hernández investigan la posible sustitución de electrodos de platino por electrodos de nanotubos de carbono en prótesis visuales que estimularían las partes dañadas del cerebro encargadas de la visión. Así, aparte de la biocompatibilidad de los nanotubos, dado el pequeño tamaño de éstos podría ponerse un número mucho mayor que en el caso de los electrodos de platino usados actualmente.

· Músculos artificiales. Los nanotubos de carbono presentan electroestrictividad. NEMS. Esto los hace aptos para ser utilizados como actuadores y, por tanto, como potenciales componentes de músculos artificiales.

· Desarrollo y prueba de nuevos medicamentos:

La funcionalización de los nanotubos de carbono permitirá su uso en el desarrollo de nuevos medicamentos.

· Por otro lado utilizándolos como sensores (ver apartado 2.2. Sensores) podrán emplearse en las pruebas y el seguimiento de nuevos fármacos por el interior del organismo.

· Cirugía:

Los nanotubos de carbono podrían utilizarse como sensores para desarrollar material quirúrgico inteligente. Esto podría aplicarse a instrumental existente actualmente, pero también podría pensarse en nano-instrumental basado en nano-robots que serían manejados desde el exterior mediante un joystick y que recorrerían el cuerpo del paciente realizando cirugía a nivel celular. También en la construcción de estos nano-robots podrían estar implicados los nanotubos de carbono.