Tendrán como función principal identificar coágulos sanguíneos.
04 Feb 2011 | TENDENCIAS CIENTÍFICAS
El desarrollo científico con nanotecnología continua siendo tema de interés para los investigadores modernos. En esta ocasión, un grupo de profesionales de la Universidad de Washington y su Escuela de Medicina en St. Louis anunció la creación de nanopartículas que tienen como finalidad identificar coágulos sanguíneos y hacerlos visibles gracias a una nueva tecnología de rayos X. Para los expertos, el objetivo principal de esta novedosa técnica es prevenir en un breve lapso de tiempo ataques cardíacos, de acuerdo a un informe hecho público en la web de dicha institución.
Las partículas elaboradas a una escala menor que un micrómetro están diseñadas para utilizarse mediante un novedoso escáner capaz de detectar los metales con un color llamativo. Esta tecnología es llamada CT espectral, que usa el espectro completo del haz de rayos X para diferenciar objetos que con un CT tradicional resulta imposible, ya que sus imágenes son reflejadas en blanco y negro.
Para Gregorio Lanza, cardiólogo de la Universidad de Washington en el Barnes-Jewish Hospital, con estas nanopartículas los especialistas podrán saber si una persona que llega al hospital con dolor en el pecho es en realidad un posible ataque al corazón.
"Cada año millones de personas acuden al hospital con dolor torácico. En algunos casos sabemos que no es su corazón, pero en otros no estamos seguros", explicó el profesor Lanza. "Cuando hay alguna duda, el paciente debe ser ingresado al hospital y someterse a pruebas para descartar o confirmar un ataque al corazón. En esos casos, los ensayos clínicos cuestan dinero y toman su tiempo", informó el experto.
"En lugar de pasar la noche para asegurarse de que el paciente está estable, esta nueva tecnología podría revelar la ubicación de un coágulo sanguíneo en cuestión de horas", concluyó Lanza satisfecho por el avance.
El éxito del trabajo reside en el compuesto bismuto que portan las nanopartículas. El bismuto es un metal cristalino, blanco grisáceo, duro y quebradizo. El profesor Dipanjan Pan, asistente de investigación de medicina, diseñó esta nanopartícula con este metal en su interior para que pueda ser percibida por el escáner CT espectral.
"Cada nanopartícula contiene un millón de átomos de bismuto", informó Lanza. "Esta enorme cantidad de metal es necesario para que las partículas sean visibles en el escáner". El nuevo dispositivo se aprovecha de la misma física que los astrónomos utilizan para mirar la luz de una estrella y confirmar la cantidad de metales que contiene. "Ellos buscan en el espectro de rayos X y este sistema les muestra los metales que hay en una estrella. Eso es exactamente lo que hacemos nosotros".
Fibrina al descubierto
Un vez terminado el diseño de las nanopartículas con bismuto suficientes como para ser apreciadas desde el escáner, el profesor Pan añadió una molécula a la superficie de las partículas encargada de buscar una proteína llamada fibrina. La fibrina es común en los coágulos de sangre y no se encuentra en otras partes del sistema vascular. Normalmente se encuentra en la sangre en una forma inactiva, el fibrinógeno, el cual por la acción de una enzima llamada trombina se transforma en fibrina, que tiene efectos coagulantes.
Con una imagen de CT tradicional en blanco y negro no es posible observar donde se halla el coágulo, sin embargo, una imagen de CT espectral con el bismuto de nanopartículas dirigidas hacia la fibrina hace que cualquier coágulo de sangre sea visible. Así, desde el escáner, se puede apreciar el coágulo de color, como el verde y el amarillo, diferenciándose, por ejemplo, de las placas de calcio (ver imagen).
El escáner CT espectrales utilizado en este estudio sigue siendo un instrumento prototipo, desarrollado por Philips Research en Hamburgo (Alemania). Las nanopartículas sólo se han probado en conejos y otros animales, pero con los primeros resultados se pueden distinguir los coágulos de sangre de las placas de calcio.
Gracias a que las nanopartículas se pegan a la fibrina de los vasos sanguíneos, los médicos podrán ver los problemas que anteriormente eran difíciles o imposibles de detectar. Con esta técnica de imagen, Lanza predice nuevos enfoques para tratar la enfermedad coronaria. Además prevé tecnologías que podrían actuar como curitas, sellando los puntos débiles.
"Hoy en día, no sabría dónde pegar las curitas", sostiene Lanza. "Sin embargo, la TC espectral con nanopartículas de bismuto muestra la ubicación exacta de coágulos en los vasos", concluyó.
Coagulación sanguínea
Se denomina coagulación al proceso, por el cual, la sangre pierde su liquidez, tornándose similar a un gel en primera instancia y luego sólida, sin experimentar un verdadero cambio de estado.
El coágulo de sangre se forma cuando las plaquetas de la sangre, las proteínas y las células se pegan entre sí. Cuando un coágulo de sangre se adhiere a la pared de un vaso sanguíneo, se llama trombo. Cuando se mueve por el torrente sanguíneo y bloquea el flujo de la sangre hacia otra parte del cuerpo se llama émbolo. Un ejemplo muy conocido es la embolia pulmonar que ocurre cuando un émbolo se atasca en los pulmones.
La enfermedad de la arteria coronaria es la causa más común de muerte repentina entre hombres y mujeres sobre los 20 años de la edad. Según las actuales tendencias, en los Estados Unidos la mitad de los varones sanos de 40 años tienden a desarrollar en el futuro esta enfermedad, mientras que las mujeres 1 de cada 3 a partir de los 40 años.
Las partículas elaboradas a una escala menor que un micrómetro están diseñadas para utilizarse mediante un novedoso escáner capaz de detectar los metales con un color llamativo. Esta tecnología es llamada CT espectral, que usa el espectro completo del haz de rayos X para diferenciar objetos que con un CT tradicional resulta imposible, ya que sus imágenes son reflejadas en blanco y negro.
Para Gregorio Lanza, cardiólogo de la Universidad de Washington en el Barnes-Jewish Hospital, con estas nanopartículas los especialistas podrán saber si una persona que llega al hospital con dolor en el pecho es en realidad un posible ataque al corazón.
"Cada año millones de personas acuden al hospital con dolor torácico. En algunos casos sabemos que no es su corazón, pero en otros no estamos seguros", explicó el profesor Lanza. "Cuando hay alguna duda, el paciente debe ser ingresado al hospital y someterse a pruebas para descartar o confirmar un ataque al corazón. En esos casos, los ensayos clínicos cuestan dinero y toman su tiempo", informó el experto.
"En lugar de pasar la noche para asegurarse de que el paciente está estable, esta nueva tecnología podría revelar la ubicación de un coágulo sanguíneo en cuestión de horas", concluyó Lanza satisfecho por el avance.
El éxito del trabajo reside en el compuesto bismuto que portan las nanopartículas. El bismuto es un metal cristalino, blanco grisáceo, duro y quebradizo. El profesor Dipanjan Pan, asistente de investigación de medicina, diseñó esta nanopartícula con este metal en su interior para que pueda ser percibida por el escáner CT espectral.
"Cada nanopartícula contiene un millón de átomos de bismuto", informó Lanza. "Esta enorme cantidad de metal es necesario para que las partículas sean visibles en el escáner". El nuevo dispositivo se aprovecha de la misma física que los astrónomos utilizan para mirar la luz de una estrella y confirmar la cantidad de metales que contiene. "Ellos buscan en el espectro de rayos X y este sistema les muestra los metales que hay en una estrella. Eso es exactamente lo que hacemos nosotros".
Fibrina al descubierto
Un vez terminado el diseño de las nanopartículas con bismuto suficientes como para ser apreciadas desde el escáner, el profesor Pan añadió una molécula a la superficie de las partículas encargada de buscar una proteína llamada fibrina. La fibrina es común en los coágulos de sangre y no se encuentra en otras partes del sistema vascular. Normalmente se encuentra en la sangre en una forma inactiva, el fibrinógeno, el cual por la acción de una enzima llamada trombina se transforma en fibrina, que tiene efectos coagulantes.
Con una imagen de CT tradicional en blanco y negro no es posible observar donde se halla el coágulo, sin embargo, una imagen de CT espectral con el bismuto de nanopartículas dirigidas hacia la fibrina hace que cualquier coágulo de sangre sea visible. Así, desde el escáner, se puede apreciar el coágulo de color, como el verde y el amarillo, diferenciándose, por ejemplo, de las placas de calcio (ver imagen).
El escáner CT espectrales utilizado en este estudio sigue siendo un instrumento prototipo, desarrollado por Philips Research en Hamburgo (Alemania). Las nanopartículas sólo se han probado en conejos y otros animales, pero con los primeros resultados se pueden distinguir los coágulos de sangre de las placas de calcio.
Gracias a que las nanopartículas se pegan a la fibrina de los vasos sanguíneos, los médicos podrán ver los problemas que anteriormente eran difíciles o imposibles de detectar. Con esta técnica de imagen, Lanza predice nuevos enfoques para tratar la enfermedad coronaria. Además prevé tecnologías que podrían actuar como curitas, sellando los puntos débiles.
"Hoy en día, no sabría dónde pegar las curitas", sostiene Lanza. "Sin embargo, la TC espectral con nanopartículas de bismuto muestra la ubicación exacta de coágulos en los vasos", concluyó.
Coagulación sanguínea
Se denomina coagulación al proceso, por el cual, la sangre pierde su liquidez, tornándose similar a un gel en primera instancia y luego sólida, sin experimentar un verdadero cambio de estado.
El coágulo de sangre se forma cuando las plaquetas de la sangre, las proteínas y las células se pegan entre sí. Cuando un coágulo de sangre se adhiere a la pared de un vaso sanguíneo, se llama trombo. Cuando se mueve por el torrente sanguíneo y bloquea el flujo de la sangre hacia otra parte del cuerpo se llama émbolo. Un ejemplo muy conocido es la embolia pulmonar que ocurre cuando un émbolo se atasca en los pulmones.
La enfermedad de la arteria coronaria es la causa más común de muerte repentina entre hombres y mujeres sobre los 20 años de la edad. Según las actuales tendencias, en los Estados Unidos la mitad de los varones sanos de 40 años tienden a desarrollar en el futuro esta enfermedad, mientras que las mujeres 1 de cada 3 a partir de los 40 años.
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