Ingenieros estadounidenses diseñan un
dispositivo que podría liberar medicamentos de forma precisa.
Investigadores de la Universidad de
Texas en Austin (EE.UU.) han construido el nanomotor sintético más pequeño,
rápido y duradero existente hasta la fecha, que cabe en una sola célula. El
objetivo es que pueda moverse a través del cuerpo para liberar fármacos de forma
controlada, en células específicas.
Investigadores de la Escuela Cockrell
de Ingeniería, de la Universidad de Texas en Austin (EE.UU.) han construido el
minimotor sintético más pequeño, rápido y duradero existente hasta la fecha.
El nuevo nanomotor es un paso
importante hacia el desarrollo de máquinas en miniatura que algún día podrían
moverse a través del cuerpo para administrar insulina a los diabéticos, cuando
fuera necesario, o tratar células cancerosas sin dañar las células sanas.
Con el objetivo de suministrar energía
a estos dispositivos aún no inventados, los ingenieros de UT Austin se centraron
en la construcción de una nanomotor fiable de ultra alta velocidad que pudiera
convertir la energía eléctrica en movimiento mecánico en una escala 500 veces
más pequeña que un grano de sal.
La profesora asistente de ingeniería
mecánica Donglei "Emma" (su nombre/apodo en inglés) Fan dirigió un equipo de
investigadores en el exitoso proceso de diseño, montaje y pruebas de un
nanomotor de alto rendimiento en un entorno no-biológico. El nanomotor de tres
partes del equipo puede mezclar e inyectar bioquímicos rápidamente y moverse a
través de líquidos, lo cual es importante para aplicaciones futuras. El estudio
ha sido publicado en la edición de abril de Nature Communications.
Fan y su equipo son los primeros en
alcanzar la muy difícil meta de diseñar un nanomotor con una gran capacidad de
manejo.
Al ser todas sus dimensiones menores de
1 micrómetro, el nanomotor podría encajar dentro de una célula humana y ser
capaz de girar durante 15 horas continuadas a una velocidad de 18.000 RPM, la
velocidad de un motor en un avión a reacción. Nanomotores comparables funcionan
de forma significativamente más lenta, desde 14 RPM a 500 RPM, y sólo consiguen
rotar entre unos segundos y unos cuantos minutos.
De cara al futuro, los nanomotores
podrían avanzar en el campo de los sistemas nanoelectromecánicos (NEMS), un área
centrada en el desarrollo de máquinas en miniatura que son más eficientes
energéticamente y menos costosas de producir. En un futuro próximo, los
investigadores creen que sus nanomotores podrían proporcionar un nuevo enfoque
para la administración controlada de fármacos en las células vivas.
Pruebas
Para probar su capacidad para liberar
fármacos, los investigadores recubrieron la superficie del nanomotor con
bioquímicos e iniciaron el giro. Observaron que cuanto más rápido gira el
nanomotor, más rápido libera los medicamentos.
"Hemos sido capaces de establecer y
controlar la velocidad de liberación de moléculas por rotación mecánica, lo que
significa que nuestro nanomotor es el primero de su especie que controla la
liberación de fármacos", señala Fan en la nota de prensa de la Universidad.
"Creemos que va a ayudar a avanzar en el estudio de la administración de
fármacos y la comunicación entre células."
Los investigadores han abordado dos
grandes problemas de los nanomotores hasta el momento: el montaje y los
controles. El equipo construyó y operó el nanomotor utilizando una técnica
pendiente de patente que Fan inventó mientras estudiaba en la Universidad Johns
Hopkins (Baltimore, Maryland, EE.UU.). La técnica se basa en campos eléctricos
de corriente continua y corriente alterna para ensamblar las partes del
nanomotor una por una.
En los experimentos, los investigadores
utilizaron la técnica para encender y apagar los nanomotores e impulsar la
rotación en sentido horario o antihorario.
Fan y su equipo planean desarrollar
nuevos controles mecánicos y sensores químicos que puedan ser integrados en los
dispositivos nanoelectromecánicos. Pero primero tienen previsto poner a prueba
sus nanomotores cerca de una célula viva, lo que les permitirá medir cómo
liberan moléculas de una forma controlada.
Referencia bibliográfica:
Kwanoh Kim, Xiaobin Xu, Jianhe Guo, D. L. Fan. Ultrahigh-speed rotating nanoelectromechanical system devices assembled from nanoscale building blocks. Nature Communications (2014). DOI: 10.1038/ncomms4632.
http://sabiens2.blogspot.com.
fuente/ Tendencisas21
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