La piel es uno de los órganos más grandes y accesibles del cuerpo humano, pero penetrar sus capas profundas para tratamientos médicos y cosméticos aún elude a la ciencia.
Si bien existen algunos remedios, como los parches de nicotina para dejar de fumar, que se administran a través de la piel, este método de tratamiento es raro ya que las partículas que penetran no deben ser mayores de 100 nanómetros (una milésima de centímetro). Crear herramientas eficaces utilizando partículas tan diminutas es un gran desafío. Debido a que las partículas son tan pequeñas y difíciles de ver, es igualmente desafiante determinar su ubicación exacta dentro del cuerpo, información necesaria para garantizar que lleguen al tejido deseado. Hoy en día, dicha información se obtiene a través de biopsias invasivas, a menudo dolorosas.
Un enfoque novedoso, desarrollado por investigadores de la Universidad Bar-Ilan en Israel, proporciona una solución innovadora para superar estos dos desafíos. Combinando técnicas en nanotecnología y óptica, produjeron diminutas partículas de diamante (nanometricas) tan pequeñas que son capaces de penetrar la piel para administrar remedios medicinales y cosméticos. Además, crearon un método óptico seguro basado en láser que cuantifica la penetración de nanodiamantes en las diversas capas de la piel y determina su ubicación y concentración dentro del tejido corporal de una manera no invasiva, eliminando la necesidad de una biopsia.
Esta innovación acaba de ser publicada por investigadores del Instituto de Nanotecnología y Materiales Avanzados de la Universidad, en cooperación con la Facultad de Ingeniería y el Departamento de Química de Kofkin, en la revista científica ACS Nano.
Los nanodiamantes, de un tamaño de una millonésima de milímetro, se producen al detonar explosivos dentro de una cámara cerrada. En estas condiciones, la alta temperatura y la presión hacen que los átomos de carbono que se encuentran en los explosivos se fusionen. Los nanodiamantes creados en el proceso son lo suficientemente pequeños como para penetrar en el tejido, e incluso en las células, sin causar daño.
Nanodiamantes y administración de fármacos
Al igual que los camiones que realizan entregas, los diamantes artificiales pueden entregar varios medicamentos a los objetivos previstos, y su distancia y ubicación pueden controlarse debido al diminuto tamaño de los nanodiamantes. El enfoque de la administración de fármacos mediante nanopartículas ya ha demostrado su eficacia en investigaciones anteriores.
Los nanodiamantes desarrollados recientemente en la Universidad de Bar-Ilan también han demostrado su eficacia como antioxidantes. Esta propiedad garantiza que las partículas que penetran en el cuerpo sean seguras y terapéuticas, ya que sus propiedades químicas les permiten cubrirse con medicamentos antes de su inserción en el cuerpo.
Seguimiento de nanodiamantes a través de la óptica
El método óptico desarrollado por el equipo de investigación les permite identificar concentraciones relativas de partículas de nanodiamantes en las diferentes capas de la piel (epidermis, dermis y grasa) a través de una detección segura y no invasiva basada en un láser de longitud de onda azul, un hallazgo único en sí mismo dado el hecho de que los láseres de longitud de onda roja se utilizan generalmente en exámenes y tratamientos médicos humanos. Para determinar su ubicación en la piel y en qué concentración, los pacientes se exponen brevemente al rayo láser azul. Un sistema óptico crea una imagen 3D similar a una fotografía a través de la cual se pueden extraer los cambios ópticos en el tejido tratado y compararlos con el tejido adyacente no tratado mediante un algoritmo especialmente creado.
«Este es un avance significativo en dermatología y en ingeniería óptica», dice el profesor Dror Fixler, director del Instituto de Nanotecnología y Materiales Avanzados de la Universidad Bar-Ilan y miembro del equipo de investigación. «Podría abrir la puerta al desarrollo de medicamentos aplicados a través de la piel junto con preparaciones cosméticas modernas que utilizan nanotecnología avanzada». La investigación de Fixler, asistida por la investigadora Channa Shapira y otros, demuestra la importancia de la innovación óptica en la aplicación clínica.
