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03 June 2019

El impacto de la nanotecnología en el tratamiento del dolor: menos invasiva para el paciente y con una mayor eficacia en los resultados

  El XVI Congreso de la Sociedad Española del Dolor (SED), ha sido una plataforma para el debate sobre nuevas tecnologías e innovación farmacológica en el tratamiento de esta enfermedad.

El Prof. Manuel Arruebo, profesor titular de Ingeniería Química de la Universidad de Zaragoza, ha impartido en este encuentro la conferencia magistral titulada ‘Nanotecnología en el tratamiento del dolor’.  El experto ha explicado que, dentro de las terapias farmacológicas, la nanotecnología permite desarrollar nuevas formas de dispensar fármacos con una duración más prolongada que la analgesia. Ya existen hoy en día fármacos anestésicos locales cuya duración se prolonga mediante el uso de sistemas de liberación sostenida basados en nanopartículas. Entre otras ventajas, eso permite evitar múltiples inyecciones.
El experto añade que hay evidencias preliminares con buenos resultados utilizando anestésicos y esteroides dentro de un mismo sistema liposomal, donde al efecto del anestésico se le suma el efecto vasoconstrictor, así como combinaciones de opioides y anticuerpos para localizar la analgesia en una región muy concreta donde hay inflamación.
“Se pueden desarrollar tratamientos farmacológicos basados en nanosistemas en los cuales se puede liberar el analgésico dónde y cuándo se necesita y a la dosis requerida de una manera no invasiva accionada desde el exterior del cuerpo usando estímulos externos”, apunta.
A su modo de ver, la nanotecnología será una aliada en la lucha contra el dolor, potenciando la eficacia de los medicamentos y limitando sus efectos secundarios.
Realidad virtual
La Prof. Mavi Sánchez Vives, profesora de investigación de la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados (ICREA) en el IDIBAPS (Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer), ha intervenido en la sesión ‘En la frontera del tratamiento del dolor’, durante la cual ha puesto de relieve el papel múltiple de la realidad virtual en el tratamiento del dolor: como entorno inmersivo que puede servir de potente agente de distracción para atenuar la atención al dolor pero especialmente como una herramienta para actuar sobre la representación corporal en el cerebro y así, disminuir el dolor.
Nuestros resultados muestran que la realidad virtual inmersiva puede disminuir la sensación de dolor tanto en personas con dolor crónico, como aumentando el umbral de dolor de personas sanas. Sin embargo, aún queda mucha investigación por hacer, puesto que hemos de optimizar las estrategias utilizadas para cada causa de dolor”, matiza.

La Prof. Sánchez Vives declara su convicción de que el uso de la realidad virtual en los hospitales será pronto una práctica común.

Otro de los ponentes en la sesión, es el Prof. Carlos García, del departamento de Física de la Universidad West Scotland e investigador en la Universidad de Glasgow, en el Reino Unido. A él correspondía la presentación de la evidencia sobre piel artificial o electrónica, que no sólo pueden detectar el dolor, sino facilitar la recuperación de sensibilidad en zonas del organismo afectadas por lesiones como incisiones o quemaduras.

“Las pieles electrónicas -señala- serán capaces no solo de imitar las características de una piel humana, sino también de mejorar nuestra capacidad sensorial haciéndonos sensibles a agentes externos que antes no podíamos detectar. Por otro lado, esta tecnología es altamente compatible con la tecnología de impresión 3D, lo que permitirá completar el desarrollo de prótesis con capacidades sensoriales completas para personas con amputaciones”.

Su equipo de investigación ha publicado los primeros datos sobre una piel electrónica transparente, flexible, y totalmente autónoma gracias al suministro de energía aportado por una célula solar.

Dolor y técnicas de imagen

El Dr. Joan Deus i Yela, de la Unidad de Investigación con Resonancia Magnética (UIRM) del Servicio de Radiología del Hospital del Mar-IMI, destaca que técnicas de imagen como la neuroimagen funcional y estructural o neuroanatómica, han permitido conocer mejor y establecer las bases neurobiológicas centrales de la red o circuito neural del dolor.

“En numerosos estudios, algo más de 7.700 trabajos publicados y cerca de 1.150 sobre neuroimagen funcional, se ha constatado la presencia de alteraciones funcionales, estructurales y moleculares en diferentes patologías con dolor crónico”, señala.

Además, la neuroimagen tiene un uso potencial para medir la eficacia de las terapias contra el dolor. No obstante, advierte que aún deben regularse el empleo, la validación y el manejo ético de estas técnicas

10 April 2012

Nanotecnología para detectar patógenos



Investigadores de la Universidad de Florida Central (EE.UU.) han desarrollado una técnica novedosa que puede ofrecer a los médicos una herramienta más rápida y sensible para la detección de patógenos asociados con la enfermedad inflamatoria del intestino -incluyendo la enfermedad de Crohn-. La nueva técnica, basada en nanopartículas, también pueden ser utilizada para la detección de otros patógenos que se esconden en el tejido humano, y son capaces de reprogramar las células para evadir con éxito el sistema inmunológico; éstos vuelven a aparecer años más tarde, y pueden causar problemas de salud graves. A pesar de que existen métodos para encontrar estos agentes ocultos, éstos requieren mucho tiempo y, a menudo, retrasan el tratamiento durante semanas, o incluso meses.

El equipo coordinado por J. Manuel Pérez y Saleh Naser, ha desarrollado, un método que utilizananopartículas recubiertas con marcadores de ADN, específicos para los patógenos. La técnica es eficaz y más precisa que los métodos actuales y, más importante aún, tarda horas, en lugar de semanas o meses, en ofrecer resultados, lo que podría ofrecer a los médicos una herramienta más rápida para ayudar a los pacientes.

«Nuestra nueva técnica supera los actuales métodos moleculares y microbiológicos», afirma Naser, quien añade que, «sin comprometer la especificidad o sensibilidad, el nano-método produce resultados confiables y precisos en cuestión de horas».
Nanosensores
El equipo creó nanosensores de relajación magnética hibridizantes (hMRS, por su siglas en inglés) que pueden detectar cantidades minúsculas de ADN de los patógenos que se esconden dentro de las células de un paciente. Los hMRS se componen de una nanopartícula de óxido de hierro recubierta de polímero, y se modifican químicamente para unirse específicamente a un marcador de ADN -único para un patógeno en particular. Cuando los hMRS se unen al ADN del patógeno, se detecta una señal de resonancia magnética, que es amplificada por las moléculas de agua que rodean la nanopartícula. A continuación, el investigador puede leer el cambio de la firma magnética en una pantalla de ordenador o dispositivo electrónico portátil, y determinar si la muestra está infectada con un patógeno en particular.

Para este estudio, publicado en PLoS ONE, los investigadores utilizaron la Mycobacterium aviumsubespecie paratuberculosis (MAP) -un patógeno que causa de la enfermedad de Johne en el ganado vacuno, y la enfermedad de Crohn en humanos- para poner a prueba su técnica. El año pasado, Pérez y su equipo descubrieron, inesperadamente, la propiedad de unión al ADN de los nanosensores magnéticos y, ahora, han demostrado que ésta puede ser la base de una prueba rápida para detectar bacterias y virus difíciles de medir, en las muestras de los pacientes.

Nanotechnology Used to Hunt for Hidden Pathogens


Researchers at the University of Central Florida have developed a novel technique that may give doctors a faster and more sensitive tool to detect pathogens associated with inflammatory bowel disease, including Crohn's disease.

The new nanoparticle-based technique also may be used for detection of other microbes that have challenged scientists for centuries because they hide deep in human tissue and are able to reprogram cells to successfully evade the immune system.
The microbes reappear years later and can cause serious health problems such as seen in tuberculosis cases. Current testing methods to find these hidden microbes exist, but require a long time to complete and often delay effective treatment for weeks or even months.
UCF Associate Professor J. Manuel Perez and Professor Saleh Naser and their research team have developed a method using nanoparticles coated with DNA markers specific to the elusive pathogens. The technique is effective and more accurate than current methods at picking up even small amounts of a pathogen. More important, it takes hours instead of weeks or months to deliver results, potentially giving doctors a quicker tool to help patients.
"Our new technique has surpassed traditional molecular and microbiological methods," said Naser, a professor at the UCF College of Medicine. "Without compromising specificity or sensitivity, the nano-method produced reliable and accurate results within hours compared to months."
The group's translational research works was recently published in the journal PLoS ONE.
The team created hybridizing magnetic relaxation nanosensors (hMRS) that can fish out and detect minuscule amounts of DNA from pathogens hiding within a patient's cells. The hair-thin hMRS are composed of a polymer-coated iron oxide nanoparticle and are chemically modified to specifically bind to a DNA marker that is unique to a particular pathogen.
When the hMRS bind to the pathogen's DNA, a magnetic resonance signal is detected, which is amplified by the water molecules that surround the nanoparticle. Then the researcher can read the change in the magnetic signature on a computer screen or portable electronic device, such as a smartphone, and determine whether the sample is infected with a particular pathogen.
The researchers used Mycobacterium avium spp. paratuberculosis (MAP), a pathogen that has been implicated in the cause of Johne's disease in cattle and Crohn's disease in humans, to test out their technique. They used a large number of blood and biopsy tissue samples from patients with Crohn's disease and meat samples from cattle with Johne's disease.
"It is all about giving medical professionals easy and reliable tools to better understand the spread of a disease, while helping people get treatment faster," said Perez, who works at UCF's Nanoscience Technology Center. "That's my goal. And that's where nanotechnology really has a lot to offer, particularly when the technology has been validated using clinical, food and environmental samples as is in our case."
The National Institute of General Medical Sciences (NIGMS), which is a part of the National Institutes of Health, and funded the research, said this kind of basic research can provide the foundation for medical breakthroughs.
"Just last year, Dr. Perez and his team unexpectedly discovered the DNA binding property of their magnetic nanosensors, and now they have shown that it may become the basis for a rapid, sensitive lab test for hard-to-measure bacteria and viruses in patient samples," said Janna Wehrle, Ph.D., of NIGMS. "This is a wonderful example of how quickly an advance can move from the research bench to meet an important clinical need."
Charalambos Kaittanis, who received his doctoral degree at UCF and worked as a postdoctoral Research Associate under Perez, has lead the experimental work in this study. Kaittanis is now a research fellow at Memorial Sloan-Kettering Cancer Center.


27 May 2010

El primer Congreso Internacional de Nanotecnología e Infraestructuras de Investigación se ha inaugurado hoy en Barcelona


Las economías emergentes como Asia están avanzando muy rápidamente en el campo de la tecnología y la investigación científica, esto les convierte en polos importantes de competitividad. Para hacer frente a esta situación, es necesario que Europa apueste por la nanotecnología y la Nanociencia como pieza clave para obtener competitividad económica, lo que requiere una mayor coordinación de los esfuerzos internacionales para lograr ser más eficientes. Así lo ha explicado Lars Valdemar Kolte, de la Agencia Danesa de la Ciencia, la Tecnología y la Innovación que también ha destacado la importancia que tendrá la nanotecnología un futuro cercano en que habrá un déficit importante de mano de obra. Un reto demográfico que requiere una respuesta común de la UE que aúne las necesidades de cada una de las naciones que la forman.
La inauguración ha ido a cargo del Secretario de Estado de Investigación, Felipe Pétriz, el Presidente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Rafael Rodrigo, el Director General de Investigación de la Generalitat, Joan Roca y la Rectora de la Universitat Autònoma de Barcelona, Ana Ripoll


Helmut Dosch, Director General DESY y presidente de GENNESYS, ha dibujado los grandes desafíos a los que se enfrenta la sociedad científica: crear nuevos sistemas energéticos que satisfagan nuestras necesidades y a la vez sean más sanos, encontrar nuevas vacunas, crear transportes más ecológicos y dar respuesta a una demanda creciente en materia de TIC. Dosch se ha mostrado convencido que para dar respuesta a estos retos es necesario diseñar nuevos materiales a base de estructuras nanotecnológicas.

El director general de DESY y presidente de GENNESYS ha animado al sector público a que informe a la sociedad sobre los riesgos de la nanotecnología y así evitar que se formen ideas equivocadas y temores que pueden afectar al desarrollo y aplicación de esta ciencia. A la vez, Dosch ha pedido mejorar la cooperación con la industria e infraestructuras de investigación potentes.

En general, los ponentes de la jornada han coincidido en señalar que la Nanotecnología es un reto global y que por tanto debe ser enfrentado desde una perspectiva global. Los principales desafíos de cara al futuro son incrementar la cooperación y la coordinación entre Estados a todos los niveles: entre gobiernos, universidades, infraestructuras y centros de investigación mediante la creación de redes. Ello es especialmente necesario en la Unión Europea donde las políticas nacionales todavía tienden a estar muy aisladas, cuando sería necesaria una verdadera estrategia común.

Entre otras reivindicaciones de la jornada se ha subrayado la necesidad de que los investigadores tengan una mayor accesibilidad a las infraestructuras de investigación o que la educación de las nuevas generaciones sea interdisciplinaria, puesto que la Nanotecnología es un campo transversal. También se ha puesto de manifiesto que es necesario fomentar una mayor transferencia de la tecnología para que toda esta investigación pueda tener una concreción en innovación y mejoras para la sociedad, ya que cuando se produce esta transferencia las aplicaciones en la vida real no tardan en hacerse esperar.

“En Nanotecnología, la velocidad del cambio es tal que se hace necesario encontrar una fórmula verdaderamente flexible que nos permita salvar la burocracia de nuestros sistemas actuales si queremos aprovechar todo el potencial de que disponemos”, ha subrayado Ramón Pascual, presidente de la Comisión Ejecutiva del Sincrotrón Alba.

La crisis económica y cómo va a afectar a los futuros presupuestos destinados a I+D también preocupa a los científicos que han asistido a la jornada. Por ello, las diferentes ponencias han subrayado la necesidad de prepararse ante un futuro en el que será difícil mantener el nivel presupuestario actual.

Todos los ponentes han expresado su deseo de que el Congreso Gennesys plantee nuevos puntos de vista que ayuden a la comunidad científica a avanzar y también dé respuesta a los retos futuros como: ¿Europa es capaz de desarrollar una estrategia mundial en nanotecnología? O ¿la UE podría asociarse con Asia y los estados Unidos para crear una gran potencia mundial en este campo?


--España y la Nanotecnología
España se ha convertido, en los últimos años en uno de los países que lidera la investigación en Nanotecnología, gracias a la apuesta por el desarrollo de infraestructuras científico técnicas singulares (ICTS) por todo el territorio nacional y, con especial intensidad, en Barcelona y sus alrededores, que está empezando a configurar un polo de excelencia en el Sur de Europa. El Sincrotrón Alba, recientemente inaugurado, supone un paso más en la carrera por liderar un campo que en menos de 5 años será de aplicación general en la industria.

Según Jordi Marquet, director general del Parc de Recerca UAB “no es casualidad que el primer congreso internacional en Nanotecnología se celebre en Barcelona. Hace 30 años, prácticamente no había investigación en España. En poco tiempo, nos hemos puesto al nivel de países como Alemania o Reino Unido que nos llevan siglos de ventaja”.

De hecho, este campo constituye una línea estratégica del Plan Nacional de Investigación, que lleva ya 2 años funcionando en España y que sitúa actualmente a nuestro país, como uno de los pioneros mundiales junto a potencias como EEUU, Japón o Alemania.

En total más de 300 autoridades científicas, políticas y personalidades del mundo empresarial, procedentes de 20 países participarán en este encuentro que finaliza mañana 28 de mayo. El acto ha sido organizado por el Parc de Recerca UAB, el Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB del CSIC), el International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL) y el Sincrotrón alemán de electrones DESY, con el objetivo de establecer una colaboración estratégica entre los laboratorios de investigación en nanomateriales, las universidades, la industria y las infraestructuras europeas de investigación.


****En la fotografía. De izquierda a Derecha: Jordi Marquet, Rafael Rodrigo, Felipe Pétriz, Ana Ripoll, Joan Roca y Helmut Dosch.

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