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Nanotecnologa y salud: pasado, presente y futuro
Dr. Marcelo J. KoganUniversidad de Chilemkogan@ciq.uchile.cl
Laboratorio de Nanobiotecnologia
Facultad de Ciencias Qumicas y FarmacuticasUniversidad de Chile
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Que es la nanotecnologa?
Es el estudio, diseo, sntesis, manipulacin, aplicacin de
materiales y sistemas funcionales. As como elaprovechamiento de sus fenmenos y de sus propiedadesa escala nanometrica
0,000000001m = 1x10-9 metros
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1111 nmnmnmnm
10101010 nmnmnmnm
100100100100 nmnmnmnm
1111----100100100100 umumumum1111----10 mm10 mm10 mm10 mm
Nanoestructuras
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100100100100 nmnmnmnm
1111----100100100100 umumumum1111----10 mm10 mm10 mm10 mm
NanoestructurasMicroscopaElectrnica/
Microscopade fuerza atmica
Microscopa ptica
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La nanotecnologa en pocas
inmemorables
Uso de coloides de oro en medicina por los egipcios paraconservar la juventud
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La nanotecnologa se conoce desde pocas inmemorables
Copa de Licurgo: Museo Britnico
La copa de Licurgo data del siglo IV (DC): Probablemente, fue hecha en Roma y en ella se relatauna escena de un rey griego que tena un fuerte temperamento, y por ello, fue condenado a estar
atrapado entre viedos.
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Nanopartculas de oro de aprox. 20 nm
obtenidas por Faraday en 1857(Museo Britnico)
20 nm
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Avances Tecnolgicos ha conducido a un gran
avance en nanotecnologa
Microscopa Electrnica Microscopa de Efecto Tnel Manipulacin de tomos
1951 1980 1985
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Claassens, C.H. Nanotechnology in South Africa. Nano7 (2008)
Fuerte Inversin en Nanotecnologa
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Propiedades de las nanopartculas
Pequeo tamao (1-100 nm)
Elevada superficie en relacin a su volumen
Elevada reactividad
Propiedades pticas (nanopartculas metlicas)
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Propiedades de las nanopartculas
Oro a granel Soluciones de nanopartculas de oro
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Efectos de interaccin
Elevada reactividad
Nature Materials, 2009, July 2009, 554
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Cobalt nanoparticles 12 nm in diameter evaporated from a colloidal solution into an ultrathin amorphous C film.
Autoagregacin de nanopartculas de cobalto para dar origen a estructuras supramoleculares
http://www.ffn.ub.es/ritort/payr.seminars.html
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pticas - Nanoesferas
Figura 1. Representacin de la resonancia de plasmn de superficie ennanoesferas de metales nobles
Tamao yforma
Entorno
Composicinnanopartcula
Distanciainterpartcula
Propiedades nanopartculas metlicas
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Lser o microondas(baja potencia)
Las nanopartculas metlicas absorben energa y la disipan demanera local
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Laser o microondas(baja potencia)
Las nanopartculas metlicas absorben energa y la disipan demanera local
Ciruga molecular
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Espectro electromagntico
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Ventana Biolgica: elevada penetracin de laradiacin en los tejidos
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Aplicaciones deAplicaciones deAplicaciones deAplicaciones de NanopartculasNanopartculasNanopartculasNanopartculas
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Nanopartculas en medicina
Dendrmeros
Fulereno
Nanotubos de
carbonoMicelasNanoliposomas
Nanopartculas
metlicas
Nature Reviews/Neurology, 8, june 2012
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Aplicaciones en Medicina Destruccin de tumores por irradiacin (cncer)
Destruccin de agregados txicos proteicos (Alzheimer) Efecto antibitico (infecciones)
Diagnostico por imgenes (mejorar el contraste de la
imagen de tumores) Mejorar la entrega de frmacos a diferentes regiones
(aumenta la selectividad en cncer)
Teranosis (diagnstico y terapia)
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Aplicaciones en Medicina Destruccin de tumores por irradiacin (cncer) con
nanoparticulas de oxido de hierro
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Aplicaciones en Medicina Destruccin de agregados txicos proteicos involucrados en la enfermedad de
Alzheimer
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Destruccin de agregados proteicos txicos(Alzheimer)
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Destruccin de agregados proteicos txicos(Alzheimer)
Micrografas microscopia electrnica donde se evidencia la desagregacin de agregados de la protena -amiloide,utilizando nanoesferas de oro y el pptido CLPFFD, mediante la aplicacin de irradiacin microondas.
Kogan, MJ.Et al. Nanoparticle-Mediated Local and Remote Manipulation of Protein Aggregation.Nano Letters. 2006, 6(1) 110-115.
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Aplicaciones en Medicina Efecto antibitico con nanopartculas de plata y con
nanopartculas de cobre
Azocar y cols. Materials Chemistry and Physics 137 (2012) 396-403
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Diagnostico (mejorar el contraste de las
imgenes de tumores)
Aplicaciones en Medicina
CANCER RESEARCH 60, 66416648, December 1, 2000
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Aplicaciones en Medicina Mejorar la entrega de frmacos a diferentes regiones
(mayor selectividad, reduccin de efectos txicos)
J. Phys. D: Appl. Phys. 36 (2003) R167R181
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Efecto EPR (Enhanced Permeation Retention)
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Aplicaciones en Medicina Teranosis (diagnostico y terapia)
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Nanopartculas empleadas en clnica
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Cmo se distribuyen las partculas en el organismo?
Llegan al cerebro?
Son txicas?
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Las nanopartculas llegan al cerebro.
Pardes, Guerrero, Araya, Salas, Kogan MJ. Et al, Biomaterials 33 (2012) 7194-7205
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Biodistribution of C(GNP)LPFFD by PET
Guerrero S., Kogan MJ. et al, Bioconjugate Chem., 2012, 23, 3, 399
Figure 4. Representative image of a 120 min PET scan after an intravenously injection of a 5.2 nM solutionof C(AuNP)LPFFDC(AuNP)K([18F]-SBF) in rats.
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Nanotoxicologia
ACS Nano(2009) 6, 1230.
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No son toxicas
(Anlisis histopatolgico en ratas)
C. Lasagna-Reeves , Kogan MJ et al. / Biochemical and Biophysical Research Communications 393 (2010) 649655
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Publicaciones relacionadas con
nanotecnologia (internacional)
Regulatory Toxicology and Pharmacology
Volume 59, Issue 1, February 2011, Pages 4752
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Allianz Global Corporate & Specialty
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Publicaciones en Chile
L.Barrientos, G. Gonzales, Nanotechnolgoy in Chile, 2009
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Nanotecnologa en Chile
Hay alrededor de 30 grupos de investigacin en el rea.
Es necesaria la creacin de infraestructura para el desarrollo de lananotecnologa. Por ejemplo, a travs de la adquisicin de equipamiento para la
caracterizacin de nanomateriales.
Concentrar recursos en un centro de equipamiento mayor administrado porCONICYT en el que exista acceso tanto a los grupos universitarios como a los
grupos privados.Formacin de recursos humanos.
Creacin de un Ministerio de Ciencia y Tecnologa.
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Nanotecnologa y Salud
Se espera que la nanotecnologa realice una grancontribucin a la medicina a travs del aporte de terapiasmas selectivas y efectivas
Contribuir a la teranosis (diagnostico y terapia en un soloprocedimento)
Se deben evaluar los potenciales efectos txicos de lasnanopartculas.
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Natura libre. Salvajes. Ni transgenia ni nanotecnologa
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Laboratorio de NanobiotecnologiaFacultad de Ciencias Qumicas y Farmacuticas
Universidad de Chile
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Gracias por su atencin!!!!!!!
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