La parte final de esta serie la enfocaremos a revisar avances en la Nanoingenieria Biomedica en algo que probablemente queda, de momento, lejos de una aplicacion generalizada, pero que seguramente le depara un futuro prodigioso: Los Nanobots. Tambien denominados nanorobots, anobots, nanoides, nanites, nanomaquinas o nanomites, estos artefactos se definen como aparatos mecanicos o electromecanicos cuyas dimensiones son medidas en nanometros.
Se pronostica que las principales aplicaciones de los nanobots en la medicina se encaminaran por una parte a la reparacion de tejidos (para mejorar eritrocitos, mitocondria o leucocitos). Algunos otros viajaran a traves del torrente sanguineo, con capacidad de actuar sobre el ADN (en enfermedades geneticas), modificar proteinas o incluso destruir celulas completas en el caso de tumores.
Ya hay avances importantes en el diseno y construccion de estas nanomaquinas. Por ejemplo, por un lado, tenemos los ânanocables de silicioâ los cuales son utilizados para detectar los marcadores moleculares que indican la presencia de cancer en el cuerpo y, por otro, tenemos las nanoparticulas utilizadas para crear imagenes moleculares de lesiones malignas, lo que permite la deteccion temprana y la liberacion de farmacos especificos.
En seguida se presenta una relacion, la cual nos ha enviado nuestra colega y que es parte de lo que ha incitado a realizar la presente serie, sobre los mas recientes desarrollos de nanobots aplicados a la medicina:
Nanorobots inmunologicos. El sistema inmune de nuestro cuerpo es el encargado de proporcionar defensas contra agentes extranos o nocivos para nuestro cuerpo, pero como todos los sistemas, este no siempre puede con todo. Entre las deficiencias esta el SIDA y otras enfermedades autoinmunitarias. La solucion que ofrece la nanomedicina es proporcionar dosis de nanorobots para una enfermedad especifica y la subsecuente reparacion de los tejidos danados, substituyendo en cierta medida a las propias defensas naturales del organismo.
Â
El NanoWalker es un nanorobot, de 10 nanometros de alto, construido con fragmentos de ADN y aunque no es capaz de mutar ni de reproducirse, puede dar pequenos pasos, juntando y separando sus piernas, sobre un camino elaborado tambien con ADN. Esta constituido por una serie de moleculas que, a partir de las reacciones quimicas que tienen lugar entre las 'piernas' y el 'suelo', reproducen los movimientos sincronicos del andar bipedo.
Respirocitos ÂQue son? Todos sabemos lo que es un eritrocito, son las celulas rojas en la sangre que transportan el oxigeno a nuestros tejidos. El doctor Robert Freitas recientemente desarrollo el respirocito, un globulo rojo artificial. Este nanorobot mide la milesima parte de un milimetro (una micra). ÂCual es la diferencia con un globulo rojo natural? La gran diferencia es que el respirocito puede proporcionar una cantidad muy superior de oxigeno que su similar biologico. Con una sola micra de diametro, este robot esferico imita la accion de la hemoglobina que se encuentra en el interior de los hematies, aunque con la capacidad de, como se comento, liberar hasta 236 veces mas oxigeno por unidad de volumen que un globulo rojo natural.
Â
Los respirocitos incorporaran sensores quimicos, asà como sensores de presion, los cuales va a estar preparados para recibir senales acusticas del medico, que utilizara un aparato transmisor de ultrasonidos para darles ordenes con el fin de que modifiquen su comportamiento mientras esten en el interior del cuerpo del paciente.
Otro nanorobot medico disenado mas recientemente es el Microbivoro: un leucocito artificial.
Una de las funciones principales de los leucocitos es absorber y asimilar invasores microbianos del torrente sanguineo. Es lo que se denomina fagocitosis. Los nanorobots microbivoros desempeÃarian esta labor pero mucho mas rapido, con mayor fiabilidad y bajo control humano. Igual que el respirocito, el microbivoro es mucho mas pequeno que un globulo rojo, pero es mas complejo que el respirocito ya que en su construccion se emplea 30 veces mas atomos.
Â
El microbivoro es una esfera aplanada con los extremos recortados. Mide unos 3 micrometros de diametro en el eje mayor y 2 en el eje menor. Este tamano asegura que el nanorobot pase a traves de los capilares mas estrechos del organismo, por el bazo y cualquier otra parte del cuerpo humano. El microbivoro posee una boca con una especie de puerto de ingestion en la que se introducen los microbios para ser digeridos. Tambien posee una parte trasera o puerto de escape, que es por donde se expulsa los restos del patogeno completamente digeridos.
Nanorobot que vuela por levitacion magnetica. Es el primero de estas caracteristicas y fue creado por ingenieros de la universidad de Waterloo en Ontario-Canada. Tiene un valor incalculable para realizar tareas muy dificiles hasta ahora: ensamblar piezas diminutas, manipular materiales peligrosos y apoyar en acciones especificas en la microcirugia.
Â
Segun sus creadores, se utilizan una serie de electroimanes para crear un campo magnetico parabolico, sobre cuya parte superior levitaria el nanorobot. El dispositivo esta dotado a su vez de otro grupo de pequenos electroimanes, cuyo campo magnetico interactua con el creado en primer lugar. Las fuerzas resultantes permiten al robot "volar" o girar en cualquier direccion.
Â
Este nanobot es controlado por un haz de luz y su fuente de energia es externa por lo que opera sin cables. Dotado de nanopinzas, nuestro pequeno amigo esta capacitado para realizar trabajos de micromanipulacion, ensamblando componentes en espacios verdaderamente dificiles de llegar en el cuerpo, lo que hace que la medicina sea una de las disciplinas que mas se beneficien de este levitador en aplicaciones de microcirugia, como ya se comento.
Nanobot neurona. Se trata de un nanorobot que reproduce las funciones de las neuronas. Este nanobot a diferencia de las neuronas normales es capaz de realizar la misma funcion de una neurona pero miles de veces mejor.
Â
Nanoengranajes
Para poder operar un nanobot se requiere proporcionarle energia para su funcionamiento, esto en el nivel nanomecanico. Es aqui donde surge la necesidad de contar con nanoengranajes.
Estas namopartes se estan disenando en base a nanotubos de carbon, los cuales son hilos monomoleculares cien veces mas resistentes y seis veces mÃs ligeros que el acero y al agregarles unos rodamientos moleculares se forma el llamado nanoengranaje; estos producen transmision de movimiento, y de esta manera generan energia mecanica en los diferentes procesos que requiera una nanomaquina o nanobot.
No hay mucho tiempo de profundizar en estos mecanismos pero recreemonos con la simulacion del trabajo de algunos de ellos. ÂEs fascinante!
Nanoengranajes moleculares epicicloidales, formados por un pinon sol y engranajes planetarios.
Â
Nanoengranaje molecular diferencial.
Â
Pequeno Porte.
Â
Nanoengranaje de anillos concentricos
Â
Otras referencias
Si le interesa profundizar un poco mas en el tema y tiene un poquito mas de tiempo le recomiendo estos videos:
http://www.youtube.com/watch?v=KMSNFE1DRCQ&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=QJPQZdYuiaQ
Fuentes
http://www.monografias.com/trabajos90/nanotecnologia-aplicaciones-medicina/nanotecnologia-aplicaciones-medicina.shtml
http://machosmag-science.com/nanotechnology_the_tiny_but_powerful_miniature_technology
http://lananotecnologiayelnanobot.blogspot.mx/
https://www.google.com.mx/search?q=Nanorobots+inmunol%C3%B3gicos.&hl=es&cli
http://mx.globedia.com/nanorobots-en-la-medicina
http://mdelgadonanobots.blogspot.mx/2011/02/los-nanobots-concepto.html
http://www.taringa.net/posts/info/1788924/Que-son-los-Nanobots-y-Nanomaquinas.html
ÂEspero
que la
informacion
haya sido de
su agrado!
Agradezco las contribuciones y opiniones enviadas.
No. de ingenieros en la lista de distribucion: 648.
No. de envio: 139.
Bienvenidos comentarios sobre los envios.
Nota: Este correo no tiene acentos.
Deseando tengan un excelente fin de semana, les envio un fuerte abrazo.
Arnoldo
Comentarios sobre el envio 137, NanoingenierÃa BiomÃdica: macroavances, Parte II...
_______________
No hubo comentarios.
Agradezco las contribuciones y opiniones enviadas.
No. de ingenieros en la lista de distribucion: 648.
No. de envio: 139.
Bienvenidos comentarios sobre los envios.
Nota: Este correo no tiene acentos.
Deseando tengan un excelente fin de semana, les envio un fuerte abrazo.
Arnoldo
Comentarios sobre el envio 137, NanoingenierÃa BiomÃdica: macroavances, Parte II...
_______________
No hubo comentarios.