EL USO DE MICROBOTS Y NANOBOTS PARA EL
DE TUMORES
Antecedentes
Historia de la Nanociencia
El padre de la Nanotecnología
El origen de la nanociencia se le atribuye al físico norteamericano Richard Phillips Feynman, ganador de un Premio Nobel de Física en 1965 a que compartía la posibilidad de la manipulación de la materia a una escala atómica y molecular
No obstante, el término nanociencia para describir aquellas ciencias dedicadas al estudio, diseño, creación y manipulación de materiales, aparatos y sistemas que cumplen una función a nano escala, permitiendo trabajar y manipular átomos y moléculas de una forma molecular
La visión de Feynman inspiró a científicos e ingenieros a explorar las posibilidades de la nanotecnología y a desarrollar nuevas herramientas y técnicas para trabajar a esta escala
Conceptos
“La diferencia principal entre microbots y nanobots es el tamaño de sus componentes y sus dimensiones generales”
Revisión Sistemática de Literatura
¿Qué son los microbots y nanobots?
Los microbots son dispositivos de tamaño micrométrico, más pequeños que los milibots, y su diseño suele imitar los movimientos encontrados de microorganismos naturales, como los flagelos bacterianos o sistemas de propulsión de microbiana. Su pequeño tamaño permite su observación mediante microscopios ópticos o electrónicos Debido a las limitaciones en la incorporación de baterías, los microbots dependen de fuentes externas de energía
Por otro lado, los nanobots son dispositivos de escala subminocrométrica, con dimensiones que varían entre 0 1 y 100 nanómetros, lo que los hace prácticamente invisibles al ojo humano Debido a su diminuto tamaño, no pueden observarse mediante un microscopio óptico, pero pueden visualizarse con un microscopio electrónico, que posee un mayor poder de aumento y permite su observación a nivel nanómetro
Según su tamaño y función...
Glóbulos Blancos Robóticos: es un microbot de menos de 8 micrómetros que simula a los glóbulos blancos y nadan por el torrente sanguíneo para administrar medicamentos en los tejidos Especialmente, puede transportar medicamentos contra el cáncer y biomoléculas para identificar células cancerosas.
Nanorobots de ADN: su propósito es localizar y asfixiar células tumorales en 48 horas aproximadamente, ya que, están programados para administrar trombina coagulante a vasos sanguíneos tumorales, lo que provoca trombosis y necrosis tumoral. Por esto mismo, puede que en un futuro sustituyan tratamientos oncológicos altamente tóxicos.
Microdispositivos quirúrgicos: utilizados para explorar áreas en las que no se usan los endoscopios y para hacer incisiones mínimas, eliminan trombos y ayudan a tomar muestras histológicas Otras de sus aplicaciones son: “la ruptura de cálculos renales con láser, tratamiento de gota y aplicaciones odontológicas como curación de hipersensibilidad y control de analgésicos”.
De diagnóstico e imagen: tienen microchips proyectados para enviar señales eléctricas cuando las moléculas humanas en ellos detectan una enfermedad. También pueden usarse para monitorear el nivel de azúcar en sangre
Respirocito: transportador artificial de oxígeno, su energía se obtiene de la glucosa sérica endógena. Esta célula artificial es capaz de suministrar 236 veces más oxígeno a los tejidos por unidad de volumen que los glóbulos rojos
Coagulocitos: tiene la capacidad de realizar hemostasia instantánea. También se le llama plaquetas mecánicas artificiales, que son células sanguíneas sin núcleos, aproximadamente esferoidales.
Sensibilidad y Especificidad
La gráfica muestra que la especificidad fue el aspecto más destacado en los estudios sobre nanobots para el diagnóstico del cáncer, mencionada en 7 investigaciones, lo que indica su capacidad para distinguir células malignas mediante reconocimiento molecular. No obstante, también se señalaron desafíos y limitaciones en 7 estudios, como el hecho de que muchos aún están en fases preclínicas, existen riesgos de biocompatibilidad, acumulación en órganos, falta de estandarización y ausencia de ensayos clínicos, lo que dificulta su aplicación en humanos.
Tipos de Cáncer, Resultados e Influencia
La gráfica muestra que el cáncer de mama es el tipo más estudiado en el uso de nanobots para diagnóstico, con 5 estudios que destacan avances significativos, especialmente en etapas tempranas y metastásicas. Le siguen el cáncer colorrectal y el de cabeza y cuello, con 3 estudios cada uno, mientras que el cáncer de vejiga presenta 2 estudios enfocados en la detección dirigida mediante respuesta a la urea. Por último, el melanoma y el cáncer de pulmón solo cuentan con 1 estudio cada uno, lo que indica menor desarrollo en estos casos.
¿Qué se evalúa en los microbots y
Los nanobots han transformado la administración de fármacos, permitiendo una liberación precisa en zonas específicas del cuerpo. Utilizan estímulos endógenos o exógenos para ser guiados, como campos magnéticos en el caso de los nanobots magnetoeléctricos o luz infrarroja en motores de nanocables. También existen nanobots de ADN capaces de liberar medicamentos en respuesta a señales celulares específicas, lo que mejora la eficacia y control de los tratamientos.
Aplicación
En el campo quirúrgico, los nanobots han impulsado procedimientos mínimamente invasivos con mayor precisión Tecnologías como micropinzas autónomas y cañones tubulares que disparan nanobalas permiten abordar intervenciones complejas con menor daño a los tejidos Asimismo, en el diagnóstico, destacan por su capacidad para detectar biomarcadores como miRNA dentro de células vivas, lo que posibilita diagnósticos tempranos y personalizados mediante técnicas de biodetección en tiempo real.
Finalmente, los nanobots ofrecen aplicaciones prometedoras en biodetección y tratamiento de enfermedades Su movilidad y capacidad de funcionalización permiten aislar analitos o células específicas en medios complejos, como lo hacen los microcohetes tubulares en cáncer Además, se utilizan en odontología, diabetes y terapias genéticas, contribuyendo al avance de la medicina personalizada y a una atención médica más eficaz.
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Freitas R What is Nanomedicine? Nanomedicine, Nanotechnology,
“El verdadero progreso es el que pone la tecnología al alcance de todos“
Henry Ford