Aplicación de la electrónica a la medicina

Abstract

The present is a small summary of some analyses that was carried out on the technology that exists today in day, the benefits and damages that it is to provoked, he/she is also carried out some proposals on these topics.

Introducción

La electrónica desde su descubrimiento ha evolucionado a pasos agigantados, entonces parte de estos grandes avances se han inclinado por el perfeccionamiento o mejoramiento de la medicina tradicional, ya que esta tiene muchos dificultades como por ejemplo los elementos conocidos de la medicina no pueden llegar a partes especificas del cuerpo, los medicamentos que recetan los médicos se expanden por todo el cuerpo, debido a esto se ha introducido el concepto de nanobots o la nano medicina, que son elementos de dimensiones atómicas, estos nos ayuda a ir directamente a una parte del cuerpo ya sea para monitorear, suturar, suministrar analgésicos, limpiar conductos como venas y arterias, etc. De manera que con esto que se ha expuesto podríamos decir que es mucho, pero estaríamos errando ya que hay mucho más, por seguir nombrando algunos avances, gracias a la electrónica se ha podido desarrollar prótesis de piernas, manos, brazos, incluso en el mundo ya existen corazones electrónicos y órganos de vital importancia que ahora podemos reemplazarlos por los naturales.

Resumen histórico

1959 – Richard Feynman, ganador del Premio Nóbel en 1965, fue invitado a pronunciar un discurso en una institución tecnológica de California. Sus reflexiones generaron un eco que cada vez suena con más fuerza ya que fue la primera vez que se hizo pública la visión de intervenir en el orden de los átomos: "Los principios de la física, tal y como yo los entiendo, no niegan la posibilidad de manipular las cosas átomo por átomo… Los problemas de la química y la biología podrían evitarse si desarrollamos nuestra habilidad para ver lo que estamos haciendo, y para hacer cosas al nivel atómico", dijo Feynman.

1982 – Gerd Binning y, Heinrich Rohrer, descubrieron el Microscopio de Efecto Túnel (Premio Nobel 1986), capaz de detectar una corriente eléctrica túnel, de 1 nanoAmperios (0.000000001 Amperios) cuando se aplica un voltaje de milivoltios.

Después de él y basados más o menos en el mismo principio se han desarrollado otra serie de microscopios o herramientas que tienen la precisión de trabajar en el nanómetro. Si podemos ver y palpar átomos al mismo tiempo también los podemos manipular uno a uno.

1985 – Robert F. Curl Jr., Harold W. Kroto y Richard E. Smalley descubrieron la "buckminsterfullernes", (buckyballs) de alrededor de un nanómetro de diámetro en

1985 sentando las bases para un paso más en el desarrollo de la Nanotecnología, en 1996 obtuvieron el Premio Nóbel de Química. Las Buckyballs son una nanoestructura compuesta de 60 átomos de carbón (su nombre químico es C60) estructurados en un espacio cerrado y perfectamente simétrico, con propiedades extraordinarias, especialmente como superconductores.

1986 – Eric Drexler, un estudiante de pregrado del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), insinuó la posibilidad de crear sistemas de ingeniería a nivel molecular. Lo publicó en un libro con el título de "Los motores de la creación", considerado como un clásico de este nuevo mundo.

Conceptos previos

Nanotecnología.-

El concepto de Nanotecnología engloba aquellos campos de la ciencia y la técnica en los que se estudian, se obtienen o manipulan de manera controlada materiales, sustancias y dispositivos de muy reducidas dimensiones, en general inferiores a la micra, es decir, a escala nanométrica.

TIPOS DE NANOTECNOLOGÍA

• Top-down: Reducción de tamaño. Literalmente desde arriba (mayor) hasta abajo (menor). Los mecanismos y las estructuras se miniaturizan a escala nanométrica. Este tipo de Nanotecnología ha sido el más frecuente hasta la fecha, más concretamente en el ámbito de la electrónica donde predomina la miniaturización.

• Bottom-Up: Auto ensamblado. Literalmente desde abajo (menor) hasta arriba (mayor). Se comienza con una estructura nanométrica como una molécula y mediante un proceso de montaje o auto ensamblado, se crea un mecanismo mayor que el mecanismo con el que comenzamos. Este enfoque, que algunos consideran como el único y "verdadero" enfoque nanotecnológico, ha de permitir que la materia pueda controlarse de manera extremadamente precisa. De esta manera podremos liberarnos de las limitaciones de la miniaturización, muy presentes en el campo de la electrónica.

Nano robots o Nanobots

También llamado algunas veces nanoagente (nanoagent), hace referencia a una imaginaria máquina o "robot nano" de una escala de pocos centenares de nanómetros construido para tareas específicas (destruir células cancerígenas, recoger radicales o reparar el daño sufrido en los tejidos celulares). Los nanobots tendrían conceptualmente la capacidad de autoreplicarse así mismos.

El prototipo de modelos para la mayoría de estos conceptos son células específicas (ejemplo fagocitos que ingieren materia externa) y maquinarias moleculares celulares (proceso de auto reproducción del ADN).

Campos afectados por la nanotecnología

• Materiales: nuevos materiales, más duros, más duraderos y resistentes, más ligeros y más baratos.

• Electrónica: los componentes electrónicos serán cada vez más y más pequeños, lo que facilitará el diseño de ordenadores mucho más potentes.

• Energía: se prevé un gran aumento de las posibilidades de generación de energía solar, por ejemplo.

• Salud y Nano biotecnología: hay grandes expectativas en las áreas de prevención, diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Por ejemplo, podrán colocarse sondas nanoscópicas en un lugar para medir nuestro estado de salud las veinticuatro horas del día, se desarrollarán nuevas herramientas para luchar contra las enfermedades hereditarias mediante el análisis genético y se podrán crear indicadores que detecten y destruyan, una a una, células cancerígenas.

Avances tecnológicos

La invención de la tecnología, revoluciono o cambio mucho la idea de la medicina clásica, todo esto empezó en los 1745 con la aparición de la botella de Leyden, el efecto capacitivo de mencionada botella luego fue controlable, y empezó hacerse realidad cuando se logró la reanimación cardiaca de un niño (en la actualidad conocido como: desfibrilador), esto desde los primeros avances hasta la actualidad que existen nanobots capaces de monitorear el comportamiento cardiaco desde el interior del cuerpo, o limpiar los conductos por donde tienes que pasar el fluido sanguíneo, sin duda alguna estos avances son muy interesantes pero los mencionados avances presentan ciertas ventajas y también sus desventajas, esto se analizará en los siguientes bloques.

Aplicaciones

Sin duda alguna los innumerables inventos que se han dado en la medicina con ayuda de la electrónica han tenido un sin número de aplicaciones algunas extraordinarios y otras no tan notorias, a continuación se exponen algunas:

Aplicaciones del concepto de la botella de Leyden:

• Estimulación local (2 V a 300 V), por ejemplo con intención de curar el insomnio y la somnolencia, aliviar el dolor, evitar la embriaguez y la obesidad, y para dejar de fumar.

• Baño eléctrico, en el que se hacía pasar corriente continua por una bañera por donde estaba reclinado el cliente. Se creía que de esta forma la corriente eléctrica podía extraer del cuerpo los iones metálicos venenosos y los organismos causantes de las enfermedades.[1]

Los microarrays de DNA como herramienta para el análisis comparado de la expresión génica.

Los microarrays de DNA nos permiten analizar el mRNA de las muestras estudiadas mediante ensayos de hibridación: cada una de las especies de mRNA de las muestras interrogadas, una vez extraídas y marcadas, son capaces de formar una doble cadena o "aparearse" con aquellas moléculas de DNA inmovilizadas en la superficie del chip que tengan una secuencia complementaria a la suya, de acuerdo con las propiedades de complementariedad de bases de la estructura de los ácidos nucleicos. La estrategia de esta técnica está representada en la Figura 1.

Fig. 1. DNA microarrays.[2]

Beneficios

Los beneficios sin duda alguna han sino numerosos, como reducción del tamaño de materiales a usar, nuevas aplicaciones, llegar a lugares que antes no se podía llegar, monitorear el comportamiento del cuerpo humano desde el interior, fotografiar o extraer imágenes del interior del cuerpo, suturar partes del cuerpo microscópicas, limpiar conductos de fluidos sanguíneos, etc.

Daños o desventajas

Las desventajas también han sido notorias, ya que con forme avanza la tecnología y su complejidad y utilidad también se elevan los costos de esta tecnología, que muchas de las veces estos avances impresionantes y novedosos solo se pueden quedar como eso y nada más, ya que por su elevado costo no puede ser vendido en el mercado ni puesto al alcance de las personas que lo necesitan. También en pocos casos la tecnología que se puso al alcance de las personas ha tenido una impacto perjudicial para su salud, debido a que la tecnología todavía está en etapa de experimentación.

Imágenes de los avances tecnológicos más significativos según el autor

PRÓTESIS EN DIFERENTES PARTES DEL CUERPO.

ROBOT CAPAZ DE SACAR SANGRE

Propuestas

Dentro de la nanotecnología existen diversos campos muy apasionantes, y la propuesta seria que al intentar implementar esta nanotecnología se la haga mucho más barata ya que muchos de los inventos que se han hecho se tienen que limitar únicamente como experimentos de laboratorio, que para el autor es considerada como ciencia inútil ya que existe pero es demasiado cara como para que una persona la pueda pagar.

Conclusiones

Se concluye diciendo que los temas abortados en el presente son de importancia tecnológica y que al ser tan apasionante e importante esta rama de la tecnología se la debe considerar mas y analizar sus inmensas ventajas sobre la humanidad para que se la intente abaratar para que sea accesible para todos.

COMENTARIOS

Es muy importante esta tecnología, llena de muchos beneficios frente a la tradicional, ha traído mucha esperanza a la humanidad, esperamos siga ayudando a las personas y no se despierte la intensión de implementar esta tecnología en el campo bélico porque sería muy perjudicial.

Bibliografía

[1] Ramón Pallas Areny, "LA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y LA MEDICINA", 1997, España.

[2] Ana Dopazo González, Responsable de la Unidad de Análisis Genómico Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas, "MICRO Y NANOTECNOLOGÍA EN MEDICINA: LOS CHIPS O MICROARRAYS DE ADN"

[3] Villafuerte Robles Leopoldo, "Nanotecnología Farmacéutica", Departamento de Farmacia de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional de México. Carpio y Plan de Ayala s/n, Col. Santo Tomas, C. P. 11340, Distrito Federal, México.

[4] Homero Fernando Pastrana, "nanotecnología estado del arte", medico, maestría en ciencias biomédicas, [email protected].

[5] J.M. Irache, "Nanomedicine: nanoparticles with medical applications", Centro Galénico Universidad de Navarra, [email protected].

[6] Josep Samitier, "nano biología y nano medicina", Universidad de Barcelona.

[7] Renzo Tomellini, "NANOTECNOLOGY FOR HEALTH", Noviembre del 2006.

[8] Juan Manuel Orihuela Ortega, "Nanotegnologia", Universidad de Córdoba.

Autor:

Kevin Jaramillo

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA

CUENCA, ECUADOR

[1] Ramon Pallas Areny, “LA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y LA MEDICINA”, 1997, España.

[2] Ana Dopazo González, Responsable de la Unidad de Análisis Genómico Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas, “MICRO Y NANOTECNOLOGÍA EN MEDICINA: LOS CHIPS O MICROARRAYS DE ADN”