Subida del nivel del Rio Guadalquivir a su paso por Córdoba, 2009

 

Las propiedades físicas de partículas de un sólido con dimensiones del orden del nanométro son muy distintas de las que se observan en un sólido de tamaño normal o macroscópico con la misma composición química. Es sorprendente la gran variedad de nuevas propiedades físicas detectadas en diferentes tipos de NPs, lo que ha abierto un enorme abanico de posibles aplicaciones futuras.

Especial relevancia merecen las NPs magnéticas  cuya utilización puede tener una trascendental incidencia en fenómenos como la hipertermia y el transporte selectivo de fármacos, ambos de prometedor futuro en la terapia del cáncer. Fenómenos, todos ellos, basados en la endocitosis celular mediante la cual la célula capta e introduce en su interior a las NPs magnéticas. Cuando las NPs son ferromagnéticas se abre la posibilidad de ser conducidas a través del torrente circulatorio hasta su objetivo mediante gradientes de campos magnéticos.

 
 

 1. Aspectos Básicos de las NPs

Las nanopartículas presentan dos características relacionadas con las propiedades magnéticas:

a) la enorme fracción de átomos de superficie que presentan una simetría local distinta y, por tanto, una anisotropía magnética de distinto valor que el volumen y

b) una estructura del espectro de energía electrónica caracterizada por un mayor espaciado entre niveles. Esta modificación conlleva variaciones de la densidad de estados al nivel de Fermi y consecuentemente de las propiedades magnéticas intrínsecas de los materiales.

 

La estructura electrónica de las nanopartículas es también regulable mediante el enlace con diferentes tipos de moléculas. El enlace, mas o menos, fuerte con moléculas es necesario para preservar la precipitación y aglomeración de las NPs y para que así, cada una de ellas, mantenga su unidad aislada del resto de las NPs. Este enlace es fundamental en un campo de aplicaciones de enorme interés actual como es el de la biomedicina.

 

La investigación de propiedades físicas de las NPs requiere: métodos que posibiliten su fabricación y métodos experimentales de caracterización estructural. Los métodos de fabricación pueden clasificarse como físicos o químicos. La molienda mecánica de partículas micrométricas, la nanolitografía o la pulverización catódica constituyen ejemplos característicos de los métodos físicos. Sin embargo, recientemente los métodos químicos se vienen utilizando con mayor frecuencia.

Una vez obtenidas las NPs deben caracterizarse mediante diversas técnicas. La que más comúnmente se requiere para cualquier estudio es la microscopía de transmisión y la de alta resolución. Estas técnicas permiten a) el estudio del tamaño de las NPs y de su dispersión y b) la estructura de los átomos que se aglomeran formado la NPs.

3. Aplicaciones Biomédicas

Las nanopartículas magnéticas son de sumo interés en biomedicina por sus diversas e importantes aplicaciones:

i)                    para transporte de drogas terapéuticas o de radioisótopos,

ii)                  como separadores magnéticos de células marcadas,

iii)                para el catabolismo de tumores vía hipertermia, y

iv)                como agentes de contraste en aplicaciones de resonancia magnética.

 El hecho de que puedan fabricarse con un tamaño homogéneo que va desde unos pocos nanómetros hasta decenas, las coloca en una dimensión comparable a una entidad biológica como una célula (10-100 μm), un virus (20-450 nm), una proteína (5-50 nm) o un gen (2 nm de ancho por 10-100 nm de largo).