La nanotecnología proporciona medicamentos de manera más eficiente
La nanotecnología es la celebración de la promesa de algunos grandes mejoras en el área de administración de fármacos, de lociones absorbidos a través de la piel a los medicamentos subcutáneos de liberación prolongada.
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Un obstáculo para la administración de fármacos en las células es que muchos tipos de nanopartículas no pueden conseguir a través de las membranas que rodean las células para suministrar fármacos. Para entender por qué esto es así y cómo nano puede proporcionar una solución para romper a través de células membranes- hay que entender un poco acerca de la naturaleza de las células.
Las membranas celulares en nuestros cuerpos están compuestos de moléculas llamadas fosfolípidos. Un extremo de estos fosfolípidos, llama la cabeza, es hidrófila, lo que significa que se mezcla bien con el agua. En el otro extremo de la célula son dos colas que son hidrófobas, lo que significa que no se mezclan bien con agua.
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El extremo hidrófilo del fosfolípido se mezcla bien con agua porque es polar, lo que significa que se compone de átomos que tienen diferentes niveles de la atracción para los electrones (esta medición de la atracción se llama electronegatividad).
El extremo hidrófobo del fosfolípido se compone de átomos que tienen similares electronegativity- por lo tanto los electrones están distribuidos uniformemente, por lo que este extremo de la no polar molécula. moléculas no polares no se mezclan bien con agua, una característica que ha visto en la práctica si alguna vez has tratado de mezclar el agua y el aceite.
La membrana de una célula se compone de muchas de estas moléculas en una película de dos capas. En esta película extremos hidrófilas de la capa externa de las moléculas forman la parte exterior de la membrana, y las colas hidrófobas de las moléculas se encuentran en el medio.
Esta estructura tiene un par de propósitos: la capa externa hidrófila permite que la mezcla de células con los fluidos que contienen agua en nuestros cuerpos mientras que la capa hidrófoba en el medio de la membrana evita que los fluidos que contienen agua dentro de la célula de salir.
El resultado de esta estructura es que los bloques de la membrana celular la entrada de muchos fármacos terapéuticos en el interior de la célula, motivando a los investigadores a desarrollar métodos para entregar estas moléculas de fármaco a través de la membrana celular.
Una forma de obtener medicamentos a través de las membranas celulares es encerrar las moléculas de fármaco en nanopartículas esféricas creadas artificialmente llamados liposomas. Colocar estas moléculas con la cabeza hidrófilo y colas hidrófobas en agua que contiene las moléculas de fármaco a encapsular. Las cabezas hidrófilas se alinean para formar una carcasa exterior frente a la solución de agua, mientras que otro conjunto de cabezas hidrófilas forman una carcasa interior que contiene una solución de moléculas de fármaco.
Las carcasas de estos liposomas pueden fusionarse con las membranas celulares. Si un fármaco terapéutico está encapsulado en un liposoma, la membrana del liposoma crea una abertura como se fusiona con la membrana celular, y el medicamento dentro del liposoma puede ser entregado en la célula.
Las proteínas se diseñan para entregar materiales a través de las membranas celulares. Por ejemplo, la hemoglobina es una proteína que recoge el oxígeno en los pulmones y la distribuye a las células de todo su cuerpo. La hemoglobina es realmente capaz de madriguera a través de las membranas celulares para entregar el oxígeno.
En un enfoque diferente para la administración de fármacos, AbraxisBioScience está encerrando moléculas de fármacos terapéuticos en una proteína de albúmina. Las nanopartículas de albúmina pueden esconderse través de las membranas celulares de cáncer y entregar un fármaco al interior de la célula.
Otro método es un poco más agresivo. Este método, desarrollado en el Instituto de Tecnología de Georgia, explosiones agujeros temporales en la membrana celular, permitiendo que las moléculas de fármacos terapéuticos para entrar en la célula.
En este método, los investigadores inyectan nanopartículas de carbono en el líquido flotante alrededor de las células cancerosas, y luego un láser calienta el fluido. Este calor crea gas bubbles- cuando las burbujas estallan, que hacer un agujero en la membrana de las células cancerosas. moléculas de la droga flotando en el líquido que rodea las células cancerosas a continuación, puede entrar en las células y destruirlas.