Nanodiamantes artificiales israelíes podrían cambiar el mundo de la medicina

Enlace Judío.- Investigadores de la Universidad de Bar-Ilan encontraron una forma de administrar remedios medicinales y cosméticos a través de la piel, publicó The Jerusalem Post.

Las partículas de nicotina en los parches adheridos a la piel logran penetrar el cuerpo y ayudan a que el usuario deje de fumar, pero solo porque las partículas no superan los 100 nanómetros (cada una de las cuales es una milésima de centímetro).

Para que otras moléculas entren en la piel, uno de los órganos más grandes y accesibles del cuerpo humano, es imposible que los tratamientos medicinales e incluso cosméticos penetren en las capas profundas. Dado que las partículas son tan pequeñas y difíciles de ver, es igualmente desafiante determinar su ubicación exacta dentro del cuerpo, información necesaria para garantizar que lleguen al tejido deseado. Actualmente, dicha información se obtiene a través de biopsias invasivas y, a menudo, dolorosas.

Pero un nuevo enfoque desarrollado por investigadores de la Universidad Bar-Ilan (BIU) en Ramat Gan proporciona una solución innovadora para superar ambas barreras. Combinando técnicas en nanotecnología y óptica, produjeron partículas de diamante nanométricas tan pequeñas que pueden penetrar la piel para brindar una variedad de remedios. Además, crearon un método óptico seguro basado en láser que cuantifica la penetración de nanodiamantes en las diversas capas de la piel y determina su ubicación y concentración dentro del tejido corporal de una manera no invasiva, incluso eliminando la necesidad de algunas biopsias.

Los nanodiamantes a base de carbono se fabrican actualmente detonando un explosivo en la vasija de un reactor para proporcionar calor y presión. Luego, las partículas de diamante deben eliminarse y purificarse de los elementos contaminantes que se acumulan a su alrededor. El proceso es rápido y económico, pero los nanodiamantes se agregan y son de diferentes tamaños y pureza.

Se pueden usar como agentes antimicrobianos debido a algunas de sus propiedades, incluido el tamaño, la forma y la biocompatibilidad. Eso los hace muy adecuados para el desarrollo de nanoterapias eficientes y personalizadas, incluidas las vacunas o la administración de fármacos.

Esta innovación acaba de publicarse con el título “Perfil de permeación de la piel con nanodiamantes no invasivos utilizando un método de análisis de fase: experimentos en vivo” en la revista científica ACS Nano por investigadores del Instituto de Nanotecnología y Materiales Avanzados de BIU, en cooperación con el departamento de química de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de Kofkin.

¿Cómo se producen los nanodiamantes artificiales?

Los nanodiamantes artificiales se producen detonando explosivos dentro de una cámara cerrada. En estas condiciones, la alta temperatura y la presión hacen que los átomos de carbono que se encuentran en los explosivos se fusionen. Los nanodiamantes creados en el proceso son lo suficientemente pequeños para penetrar en el tejido, e incluso en las células, sin causar daño.

Al igual que los camiones que realizan entregas, los diamantes artificiales pueden entregar varios medicamentos a los objetivos previstos, y su distancia y ubicación pueden controlarse debido a su diminuto tamaño. El enfoque de la administración de fármacos mediante nanopartículas ya ha demostrado su eficacia en investigaciones anteriores.

También se ha demostrado que los nanodiamantes desarrollados recientemente en la Universidad Bar-Ilan son antioxidantes eficaces. Esta propiedad garantiza que las partículas que penetran en el cuerpo sean seguras y terapéuticas, ya que sus propiedades químicas les permiten cubrirse con medicamentos antes de su inserción en el cuerpo.

El método óptico desarrollado por el equipo les permite identificar concentraciones relativas de partículas de nanodiamantes en las diferentes capas de la piel (epidermis, dermis y grasa) a través de una detección segura y no invasiva basada en un láser de longitud de onda azul. Este es un hallazgo único en sí mismo porque los láseres de longitud de onda roja generalmente se usan en exámenes y tratamientos médicos humanos.

Para determinar su ubicación y concentración en la piel, los pacientes se exponen brevemente al rayo láser azul. Un sistema óptico crea una imagen 3D similar a una fotografía a través de la cual se pueden extraer los cambios ópticos en el tejido tratado y compararlos con el tejido adyacente no tratado mediante un algoritmo creado especialmente.

“Este es un avance significativo en dermatología y en ingeniería óptica”, dijo el Prof. Dror Fixler, director del Instituto de Nanotecnología y Materiales Avanzados de BIU y miembro del equipo de investigación. “Podría abrir la puerta al desarrollo de medicamentos aplicados a través de la piel, junto con preparaciones cosméticas modernas que utilizan nanotecnología avanzada”.

La investigación de Fixler, asistida por la investigadora Channa Shapira y otros, demuestra la importancia de la innovación óptica en la aplicación clínica.