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7/25/2019 Marcelo Kogan.pdf

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Nanotecnologa y salud: pasado, presente y futuro

Dr. Marcelo J. KoganUniversidad de [email protected]

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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1111 nmnmnmnm

10101010 nmnmnmnm

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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