- Resumen
- Introducción
- Principios de
funcionamiento del Nanorobot - NanoToxicología
- Conclusiones
- Referencias
RESUMEN
Este instrumento de estudio y análisis, ha sido
elaborado partiendo de una amplia recopilación de diversos
estudios, artículos, libros, revistas y publicaciones sobre
la nueva tecno- logía que esta apareciendo y ganando auge en
el mundo, como es la nanotecnología y a la vez su derivado
la NanoRobótica; que permitirá a quienes lo lean
entender de una manera breve pero objetiva y concisa las metas
principales que tiene esta nueva ciencia, acompañado de las
diversas formas de funcionamiento y aplicaciones que ya existen y
de las que se preveen que exista, cabe recalcar que la
NanoRobótica no solo requiere principios de electrónica
sino que además va de la mano con la física
cuántica, la biotecnología y la química,
etc.[4].
INTRODUCCIÓN
Es indiscutible que finales del siglo anterior y el
nuevo mileno nos ha traído constantes cambios y una marcada
evolución sobre todo en el campo de la ciencia y la
tecnología, así el inicio de la década de los 60
aproximadamente[16], se ha convertido en lo que podríamos
llamar la partida de nacimiento de la nanotecnología,
ciencia que que sin restar méritos e importancia a otras de
trascendencia, que son el eje motor del andamiaje mundial, se
podría decir con gran certeza que esta constituye el inicio
del rompimiento del paradigma mundial que constituye la
investigación para la solución de gravisimos problemas
de salud[1], que durante décadas han constituido en cierta
forma un limitante para la evolución de la
humanidad.
Quizá Hollywood, ya se nos adelanto a los cambios
que el mundo comenzara a vivir en las próximas décadas,
quiza nues- tros padres o nosotros mismos, solamente
entendíamos que la nanotecnología era solo cine, es
decir ciencia ficción, pero no, la realidad
contemporánea nos da quizá la oportunidad que no
tengamos que esperar tanto para sentir la vibrante,
"pequeña" y asombrosa ciencia de la
nanotecnología.
Nanotecnología:
La nanotecnología comienza "imaginariamente"; como
toda ciencia, como un planteamiento, como un sueño, como una
quimera, en el año de 1959, cuando el brillante físico
teórico Richard Feynman, visionó impredeciblemente en
una conferencia llamada "There"s plenty of room at the bottom",
que un día seria posible construir máquinas a escala
nanométrica(1E-9metros)[6], que estarían formadas de
sólo unos pocos miles de átomos y que realizarían
funciones fantásticas,de ahí hasta la fecha ha existido
una serie de descubrimientos en esta rama, una de ellas y muy
importante son los nanotubos de carbones[16].
Figura 1. Ejemplos de elementos naturales
y electrónicos en escala nanométrica
http//www.masciencia.info/investigacion/774-el-pequeno-mundo-de-
losnanomateriales-del-futuro/)
La Nanorobótica en la Medicina:
Probablemente, este sería el mayor campo de aplicación
de esta tecnología, por lo que, el tema central, de este
articulo, sera dedicado preci- samente a ello; pues lo relevante
de esta ciencia, radica para ser aplicada al campo de la
medicina, en que debido a su tamaño pueden ser muy
útiles para ingresar en los cuerpos de los seres vivos y
realizar múltiples funciones, como por ejemplo combatir
células cancerosas o sustituyendo neuronas
afectadas[6].
Figura 2. Simulacro nanorobot
destruyendo células cancerígenas
http://www.omninano.org/nano/our-future-and-nanotech
Nanorobots: Como su palabra lo
dice son robots que tienen tamaños a escala nanométrica
pero funciones [6], que se piensa crear con partículas
nanométricas y de un material, proveniente de la mezcla de
oxígeno y silicio, lo que son excelente conductores de la
electricidad, y muy conocidos y abundantes en la
tierra[17].
Figura 3. Ejemplos de nanobots
médicos
http//www.pond5.com/stock-footage/11628019/medical-nanobots-marching-
line.html
Principios de
funcionamiento del
Nanorobot
Navegación del
Nanorobot:
En lo que se refiere a como sería
la navegación del nanorobot dentro del cuerpo humano, se
plantean algunas estrategias, entre ellas sería la
navegación posicional, en el que el dispositivo mencionado
conoce su posición exacta dentro del cuerpo humano, mediante
la triangulación de señales a traves de balizas[5], que
son objetos señaladores de posición que pueden ser luz,
ondas a frecuencia determinada, sensores de referencia,etc[11];
donde la estimación mediante balizas depende directamente de
la triangulación ya que esta determinado por este principio;
método que inclusive es usado para la ubicación de
satélites y sistemas GPS[7].
Figura 4. Ejemplo
de Triangulación
http://www.teleobjetivo.org/blog/un-gps-interplanetario.html
La otra estrategia que se
plantea es la navegación funcional, donde nanodispositivos
tratan de detectar variaciones sutiles en su entorno, mediante la
comparación de diversas lecturas que se obtengan de los
sensores a partir de los elementos con el perfil de teijdo o
célula diana y congregarse donde existe este conjunto de
condiciones previas, precisamente definidos, que pueden ser
térmico,acústico,mecánico o incluso
genético.[5], Cabe recalcar que la célula diana o
blanco es aquella célula que contiene hormonas, donde estas
producen un efecto sobre la dicha célula y se ocasiona una
interacción hormona-células blanco, conocido como
comunicación
endocrina[8][9].
La estrategia mencionada,
sería muy útil ya que puede ser super flexible porque
los objetivos se pueden especificar sin que el médico tenga
que conocer su ubicación física exacta en el
cuerpo[5].
Energía del
nanorobot: Como se sabe todo sistema electrónico requiere de
una fuente de energía para su funcionamiento, así que
este fue el primer inconveniente de estos robots
nanométricos, es por ello, que luego de varias
investigaciones a algunos investigadores y científicos se
les ocurrió la brillante idea de utilizar el
ATP(Adenosín Trifosfato), de nuestro cuerpo, que es la
fuente de energía de las células de nuestro organismo,
dicha molécula proporciona energía cuando se hidroliza
a ADP(Adenosín Difosfato) liberando así energía
que es de aproximadamente 7500 calorías por
mol[2].
Figura 5. Molécula
ATP e Hidrólisis
ATP
http://www.odonatacion.com/atp/,http://princiosdelabioquimica.blogspot.com
Los nanodispositivos
deberán poseer elementos almacenamiento de energía ya
que serán necesarios para mantener el poder temporal del
nanorobot durante fallas del subsistema, dicha energía puede
ser utilizada además para alimentar otros nanodispositivos
médicos de corta vida en misiones de pequeña
duración[10].
Sensores
Como se sabe los sensores
serán fundamentales en los dispositivos que se han venido
hablando ya que es necesario que los nanodispositivos
médicos supervisen tres niveles diferentes de
funcionamiento, como el estado interno del nanorobot, los estados
somáticos locales y globales, que representa al conjunto
total de las células o partes que forman parte del
cuerpo[15],y los estados extra somáticos(datos sensoriales
fuera del cuerpo
humano)[12].
Figura 6.
Nanosenosores detectores de cáncer en la
sangre
http://galenored.net
NanoToxicología
Este tema es
muy importante ya que es necesario tomar en cuenta que como las
partículas nanométricas tendrán contacto con las
células de los seres vivos, es por eso que este punto debe
ser tomado muy en cuenta a la hora del diseño de
nanodispositivos, en estudios que se han hecho con
primates
no
provocó ninguna reacción en el cuerpo humano de los
animales sin embargo la dosis inicial de cadmio se mantuvo en el
hígado, bazo y riñones después de 90
días[13].Por lo tanto en base a las muchas investigaciones
que se han realizado de nanotoxicología ha demostrado que
las interacciones entre los nanomateriales y células son muy
complejos[14].
CONCLUSIONES
Se pudo
llegar a la principal conclusión de que la nano-
tecnología, es una ciencia prometedora y que tendrá
mucho futuro, ya que toda ciencia que sea para el beneficio de la
vida y calidad humana, son las primordiales dentro de todas las
ciencias.
La
NanoRobótica será de mucha ayuda para la detección
y curación de enfermedades que por el momento parecen incu-
rables e imposibles de tratar por la complejidad que conlleva
tratar con enfermedades que tienen su raiz es células, que
son extremadamente pequeñas para muchos de los instrumentos
hoy en
día.
La
nanotoxicología constituye un punto muy importante para el
desarrollo de nanodispositivos involucrados en la medicina, ya
que los materiales con los que son hechos los dispositivos no
deben provocar reacción alguna en el organismo de los seres
vivos.
REFERENCIAS
[1] Tibbals
Harry F.Medical
Nanotechnology.
[2] Gaona Figueroa
Leticia ,Biología Celular y
Molecular,(2003).
[3]
http//www.nanotech-now.com/Mavroidis-interview-12152002.htm.
[4]
http//www.revista.unam.mx/vol.14/num4/art35/.
[5]
Freitas Robert A Jr., Nanomedicine, Volume I: Basic Capabilities,
Landes Bioscience, Georgetown, TX,
1999.
[6]
Webster T J,Nanomedicine Technologies and
Applications.
[7]
Rodriguez Francisco,Berenguel Manuel, Control y Robótica en
Agricul-
tura.
[8]
Harper, Bioquímica Ilustrada,28-Edición pag.
425-426.
[9]
Alcaraz Rome Victor Manuel,Texto de neurociencias
cognitivas.
[10]
Freitas Robert A. Jr., Nanomedicine, Volume I: Basic
Capabilities,6.2
Energy
Storage.
[11]
Ollero Baturone Anibal,Robótica: Manipuladores y robots
móviles.
[12]
Freitas Robert A. Jr., Nanomedicine, Volume I: Basic
Capabilities,4.1
Technology
Nanosensor.
[13]
http://www.nature.com/nnano/journal/v7/n7/full/nnano.2012.74.html.
[14]
http://www.nature.com/nnano/focus/nanotoxicology/index.html#medical_toxicology.
[15] Campbell Neil A. Reece Jane, Biología, Séptima
Edición.
[16]
http://nanotechnologyresearchfoundation.org/history-and-future/.
[17]
http://www.etitudela.com/Electrotecnia/electronica/index.html
Autor:
Michael
André Rodas
Andrade
Electrónica
Analógica
II
Universidad
Politécnica Salesiana, Sede
Cuenca