En la imaginación del hombre siempre estuvo presente la idea de que algo sumamente pequeño podría ser la explicación o la solución a muchos problemas. Demócrito, un filósofo y matemático griego que vivió entre los siglos VIV a. C. estableció la idea del Átomo, la unidad más pequeña de la materia que tiene las propiedades de un elemento químico. Él fue el primero en utilizar el término átomo, que en griego significa “indivisible”.

La inquietud del hombre por la existencia de un mundo más pequeño quedó no solo plasmado en los mitos y leyendas europeas que involucraban a gnomos, duendes y hadas como protagonistas, también los encontramos en cuentos e historias como: los habitantes de Liliput de apenas 12 centímetros de alto que Gulliver conoce en su primer viaje a principios del siglo XVIII; Pulgarcito, el cuento de hadas de los hermanos Grimm publicados en la primera mitad del siglo XIX; Alicia en el país de las Maravillas escrita por Charles Lutwidge Dodgson bajo el seudónimo de Lewis Carroll, publicada en 1865; Los Incursores de Mary Norton, publicada en los años 50’ y cuya protagonista Arrietty es más diminuta que un terrón de azúcar.

En el cine también los hemos visto reflejados en películas como: “El viaje Fantástico” Fantastic Voyage de 1966; “Cariño he encogido a los niños” de 1989 y “Ant-Man” El hombre hormiga de Marvel en el 2015.

De todas estas historias es importante destacar que en muchos casos los protagonistas eran simplemente pequeños, pero en otras, el hacerse pequeños era la manera de poder resolver un problema.

En “Alicia en el País de las Maravillas”, cuando Alicia encuentra la pequeña puerta, piensa y con razón, que la única manera de atravesarla es hacerse ella misma pequeñita. Otro ejemplo más reciente lo tenemos en la película de ciencia ficción “El viaje Fantástico” (Fantastic Voyage) de 1966, la cual presentaba dentro de su argumento la reducción de un submarino nuclear tripulado, a unas dimensiones que permitieron “inyectarlo” en el torrente sanguíneo de un científico, para tratar el hematoma cerebral que lo mantenía inconsciente. El caso de Ant-Man el hombre hormiga es obvio, sus acciones como súper héroe las puede realizar cuando transforma su tamaño a dimensiones milimétricas.

Sobre átomos y moléculas

Según las ideas de Demócrito, el filósofo griego, si se tomaba una muestra de un elemento como el Cobre, por ejemplo, y se dividía en pedazos cada vez más pequeños, como se pensaba que la materia era continua, es decir que podía ser dividida en infinitas partes más pequeñas, entonces nunca cambiaría la naturaleza del elemento por más divisiones que se practicasen. Sin embargo, alrededor de 1803 ganó aceptación la teoría de un científico inglés llamado John Dalton (1766-1844), en donde la naturaleza de la materia y la forma en que los elementos se combinaban, sugería la existencia de un límite a lo que un elemento podía subdividirse.

Ahora sabemos que al dividir una muestra de cobre en trozos cada vez más pequeños, finalmente se encuentra una unidad básica que no puede ser dividida sin cambiar la naturaleza del elemento. Esta unidad básica es el Átomo, la partícula más pequeña que puede existir de un elemento conservando las propiedades de dicho elemento.

Todo lo que hay a nuestro alrededor está formado por grupos de átomos unidos que forman conjuntos llamados moléculas. Los átomos que se encuentra en una molécula se mantienen unidos por varios tipos de fuerzas de atracción.

Las moléculas están hechas de átomos de uno o más elementos. Algunas moléculas están hechas de un sólo tipo de átomo. Por ejemplo, dos átomos de oxígeno se unen para formar una molécula de O2, la parte del aire que necesitamos para respirar y vivir. Otras moléculas son muy grandes y complejas. Por ejemplo, las moléculas de proteína contienen cientos de átomos.

Aún las moléculas muy grandes son tan pequeñas que no seríamos capaces de ver a una molécula de una sustancia. Pero cuando cientos de moléculas se encuentran juntas, podrían estar en forma de un vaso de agua, el árbol de un bosque, la pantalla de la computadora; dependiendo del tipo de moléculas que sean.

Las Moléculas y la vida

Los componentes de los seres vivos pueden clasificarse como bioelementos y biomoléculas.

La composición química de los seres vivos es muy diferente de la del entorno físico en el que viven, aunque es precisamente la interacción con el medio físico la que condiciona la forma de vida e influye decisivamente en la evolución de las distintas especies que pueblan el planeta.

Es curioso reseñar que sólo se conoce necesidad biológica de 27 de los 90 elementos químicos que aparecen en la naturaleza. Además, la distribución de estos elementos químicos en los organismos vivos no está en la misma proporción que en la corteza terrestre. Los cuatro elementos más abundantes de la corteza terrestre son el oxígeno, el silicio, el aluminio y el hierro. En contraste, los cuatro elementos más abundantes en los seres vivos son el oxígeno, el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno, que constituyen alrededor del 99% de la masa de muchas células. El resto de elementos están presentes en cantidades muy pequeñas (trazas). Parece obvio que los compuestos de los cuatro elementos citados poseen propiedades únicas que permiten el fenómeno de la vida.

Un nuevo mundo a escala nanométrica

Con el crecer de los conocimientos el hombre encontró una nueva fuente energética, la cual pudo aprovechar de manera positiva en unos casos, y en otras, no tanto. Sin embargo, faltaba mucho camino por recorrer para entrar a ese pequeño mundo y poder manipularlo como una vez lo pensó Demócrito: “Algo sumamente pequeño podría ser la explicación o la solución a muchos problemas”.

Para entender ese nuevo mundo que el hombre se dispone a conquistar, vamos a ubicarnos en sus dimensiones: Un nanómetro (nm) es la millonésima parte de un milímetro. Para tener una mejor idea: el diámetro de un cabello es de 100.000 nanómetros; un glóbulo rojo tiene 10.000; una bacteria 1.000; un virus 100 y la molécula de hemoglobina apenas 5 nanómetros.

Aunque la nanotecnología es relativamente reciente como tema de investigación científica, el desarrollo de varios conceptos centrales ha ocurrido a través de un periodo de tiempo largo. El físico norteamericano Richard Feynman impartió el 29 de diciembre de 1959 la conferencia titulada, Hay mucho espacio en el fondo en un congreso de la Sociedad Americana de Física en el Instituto de Tecnología de California. Caltech; este discurso es con frecuencia señalado como fuente de inspiración para el campo de la nanotecnología. Feynman describió un proceso por medio del cual podríamos desarrollar la habilidad para manipular átomos y moléculas individuales, empleando herramientas de precisión para construir y operar a su vez otro conjunto de herramientas de menores proporciones, y así sucesivamente hasta alcanzar la nanoescala.

Las ideas de Feynman y otros autores que lo siguieron, aunados a la convergencia de varios avances e invenciones experimentales tales como el microscopio de efecto túnel en 1981 y el descubrimiento del fullereno en 1985, permitieron el surgimiento de la nanotecnología en esa década.

Entenderemos entonces a la nanotecnología como la rama de la tecnología que manipula la estructura molecular de los materiales para cambiar sus propiedades intrínsecas y obtener otros con aplicaciones extraordinarias. La nanotecnología y su universo microscópico ofrecen posibilidades gigantescas para la ciencia y la industria contemporánea.

A pesar del relativo corto tiempo de desarrollo, ya estamos percibiendo los beneficios de la nanotecnología. Los procesadores de su computadora o de su Smartphone son más rápidos y de mayor capacidad gracias a la nanotecnología; su Smartphone tiene una batería que le da una autonomía superior y carga más rápido gracias a la nanotecnología. Muchas veces los cambios son tan rápidos que no los apreciamos, pero solamente deténgase y recuerde cuando tenía que llevar consigo el cargador para sus primeros teléfonos celulares, porque la batería duraba apenas unas horas.

La nanotecnología tiene ya aplicaciones no solo para la electrónica, también para la industria textil, la de alimentación, la energía, el cuidado del medio ambiente y por supuesto… para la Biomedicina.

Los aportes de la nanotecnología a la salud.

La Nanomedicina.

A través de la Nanomedicina y la Nanofarmacología se han realizado extraordinarios aportes para el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades. La Nanomedicina está basada en interacciones entre el organismo humano y materiales o dispositivos a escala nanométrica, por ejemplo, hoy existen microchips de tamaño nanométrico que pueden ser inyectados con una aguja normal y registrar parte de los signos vitales como la temperatura corporal.

La Nanofarmacología por su parte, es la aplicación de la nanotecnología a la la farmacología, especialmente la farmacotecnia, y la farmacoquímica. Por ejemplo: los Nanosistemas de Liberación de Fármacos (NSLF) tienen como objetivos: transportar fármacos de manera específica a los tejidos diana, mejorar la solubilidad de los mismos, tener baja toxicidad, proporcionando vías alternativas a la administración tradicional de fármacos.

El cáncer y las enfermedades neurodegenerativas, se encuentran entre las más beneficiadas por los NSLF. La Nanofarmacología permite una terapéutica con fármacos concentrados de manera específica en el tejido tumoral, y en el caso de las enfermedades neurodegenerativas, permite una mayor biodisponibilidad del fármaco, porque este puede cruzar la barrera hematoencefálica con mayor facilidad.

Bionanotecnología

Algunos autores utilizan el término para englobar todo lo que relacione a la Nanotecnología con seres vivos, de esta manera la Nanomedicina y la Nanofarmacología serían parte de ella, sin embargo, de una manera más fidedigna hablamos de Bionanotecnología cuando la nanotecnología manipula Biomoléculas, es decir: moléculas de compuestos orgánicos presentes en los seres vivos. Actualmente existen muchas líneas de investigación en esta área, incluyendo la terapia génica que permitirá modificar la información genética para curar enfermedades.

La Bionanotecnología ha permitido además el desarrollo de productos como Nanoskin® a través del procesamiento de la Hemicelulosa, una molécula orgánica, transformándola en unidades nanométricas que puedan desarrollar el andamiaje necesario para que las células responsables de la cicatrización “rellenen” el lecho de una herida.

Nanoskin® es un andamio de fibra 100% natural de 2 nm, tamaño nanométrico

Microscopía electrónica de barrido (SEM) de matriz extracelular de 

Fibras de Nanoskin® de 2 nm

La piel es quizás la barrera de defensa más importante que posee nuestro cuerpo. Una herida equivale a una puerta abierta y una invitación a que “delincuentes” penetren haciendo mucho daño. En nuestro caso, esos “delincuentes” no serían otros más que las bacterias y otros gérmenes patógenos. Por esto es importante tanto que el proceso de cicatrización, en sí mismo, sea sano, como el tiempo que le tome para lograrlo. Mientras más rápido sane una herida, menor será el riesgo de contaminación con patógenos y la aparición de complicaciones.

Para entender mejor el proceso y apreciar la gran ventaja de la presentación Bionanotecnológica de Nanoskin®, vamos a visualizarlo a escala nanométrica.

Si pudiésemos observar con microscopía de barrido la evolución de una herida tratada con Nanoskin® veríamos lo siguiente:

En donde en la imagen de la izquierda apreciamos una matriz extracelular, que a manera de andamio será utilizada como guías por las células involucradas en el proceso de cicatrización.

De la misma manera que el concepto y desarrollo de la nanotecnología y sus derivadas nació en la extraordinaria imaginación de algunos hombres y mujeres, para visualizar y comprender los beneficios de un producto desarrollado con Bionanotecnología como Nanoskin® es importante que utilicemos la nuestra.

Si pudiésemos observar lo que ocurre en una herida y su proceso de cicatrización, veríamos que un grupo de obreros (células especializadas) tendrán que tomar un tiempo en la construcción de un andamio que sirva de soporte, para que al lugar puedan llegar otras células especializadas y comiencen a cerrar la herida.

De las células especializadas que deberán llegar, no todas trabajarán en la construcción; muchas de ellas deberán dedicarse a la defensa contra la invasión de gérmenes patógenos. La construcción del andamiaje es entonces un factor clave para la rapidez en el proceso de cicatrización.

Nanoskin® suministra esos andamios ya elaborados de manera que “todo el personal necesario» (células especializadas) pueden acudir al sitio de trabajo en donde son requeridos.

Los otros elementos presentes en la formulación de Nanoskin® brindan todo el ambiente de protección, humedad y nutrición necesario para que las células puedan desarrollar sus funciones reconstructoras de manera óptima. Imaginemos que en la construcción de la gráfica aparece un toldo para la protección de los obreros, y un lugar de suministro de agua y alimentos para ellos. Todo esto garantizará que esa construcción será exitosa y seguramente culminará antes del tiempo programado.

Por esto, el tratamiento de las heridas, úlceras y quemaduras de la piel, cicatrizan y sanan más rápidamente con Nanoskin®.

Queremos presentarte a alguien…

Hola, soy Bionano. Soy médico con una maestría en Bionanotecnología. Soy defensor de la naturaleza, me encantan los deportes y practico algunos de ellos. Creo en la prevención y considero que llevo una vida muy saludable.

Toda mi vida me ha gustado la ciencia y la tecnología y soy un ávido lector de todos esos temas.

Durante mis estudios de medicina comprendí la importancia de que las personas conozcan sus tratamientos y los empleen adecuadamente; “si saben cómo funcionan lo utilizarán mejor”. El deseo de poder explicarle a mis pacientes sobre como actuaban los medicamentos en su cuerpo, con el mayor detalle posible, me llevó a querer saber cada vez más de los funcionamientos: primero a nivel celular, después a nivel molecular; tanto así, que decidí realizar una maestría en una disciplina naciente, la Bionanotecnología.

Durante el desarrollo de mi tesis, un accidente en el laboratorio creó unas condiciones que me expusieron a una mezcla de líquidos y radiaciones que no he podido reproducir, pero que, de una manera inexplicable, me transmitieron la capacidad de modificar mi tamaño a voluntad y llevarlo a escala nanométrica.

Con la ayuda de pacientes voluntarios y un grupo de colegas investigadores, he podido convertirme en testigo de primera línea de lo que ocurre en nuestro cuerpo con las terapias, he visto cómo responden las células, qué favorece o perjudica un proceso. En semanas o meses he podido aprender lo que me hubiese tomado años enteros.

Formo parte del equipo Nanoskin® y a través de estos productos pude visualizar que en la medicina existirá un antes y un después de la Bionanotecnología. Es impresionante como se acelera y sana una herida cuando se incluye Nanoskin® en el tratamiento de ella.

No sé si se trata de una casualidad o de algo superior, pero este Don que he recibido me ha permitido cumplir mi sueño de comunicar conocimientos para la salud y de ayudar a todo el que pueda.

Me encantaría que estuvieses dentro del grupo con quien comparto, por esto quiero invitarte a que me sigas a través de nuestras redes sociales: Instagram y Facebook, allí te comunicaré, te informare, te daré tips para la prevención de las heridas y su tratamiento, y podré recibir y responder tus preguntas e inquietudes.

¡Te espero!

También te puede interesar:

Artículos de Interes