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BIOMATERIALES AVANZADOSSISTEMAS ELECTRÓNICOS IMPLANTABLES
Artificial heart Cochlear implant VentilatorCardiopul-monary bypass
Retinal implant
PRESIÓN
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ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA
TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN: MONITORIZACIÓN
Diagrama de bloques de un dispositivo de estimulación
Compatibilidad electromagnética Emisiones y susceptibilidad
Interferencias
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BIOMATERIALES AVANZADOS
NANOPARTÍCULAS ‐ NANOMEDICINA
LIBERACIÓN CONTROLADA DE FÁRMACOS
LIBERACIÓN CONTROLADANIVEL INEFICAZ
NIVEL TÓXICO
Tiempo
[Fár
mac
o]
Curva farmacocinética
Dosis Dosis DosisDosis
LIBERACIÓN CONTROLADA DE FÁRMACOSFÁRMACO‐ sustancia utilizada en el tratamiento, cura, prevención o diagnosis de unaenfermedad o utilizada para mejorar el bienestar físico o mental de un ser vivo.
ADMINISTRACIÓNCONVENCIONAL
Dosis elevadasToxicidad sistémicaInconvenientes al pacienteEscasa concentración en el lugar necesario
SISTEMAS DE LIBERACIÓN CONTROLADA
Dosis bajasToxicidad localMejora calidad de vida del pacienteActúa en el lugar necesario
¿por qué investigar sobre SLCF?Introducción de nuevo fármaco 200 millones € y 10 años de I+D
Cías. Farmacéuticas buscanmáxima rentabilidad
Aumentar vida media de la patente del fármaco con unapatente nueva de formulación de LCF
Demostrar que la formulacióndel SLCF es superior enseguridad y eficacia
Que el coste del SLCF sea losuficientemente bajo paraasegurar una razonablepenetración en el mercado
JUSTIFICACIÓN COMERCIAL
LIBERACIÓN CONTROLADA DE FÁRMACOS LIBERACIÓN CONTROLADA DE FÁRMACOS
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NANOPARTÍCULAS Y NANOMEDICINA
< 100 – 150 nm esquivan macrófagos< 5 – 6 nm eliminadas vía renal
10 – 100 nm TAMAÑO ÓPTIMO
- Protegen al fármaco de la degradación - Pueden dirigirse (vectorización) a sitios específicos- Permiten la liberación de fármacos hidrofóbicos y macromoléculas
- Atraviesan la barrera epitelial y endotelial- Se puede seguir la liberación en tiempo real- Pueden disminuir la resistencia de tumores a ciertos fármacos
- Pueden liberar 2 ó mas fármacos diferentes de modo controlado
- Resuelven problemas de solubilidad y estabilidad química
Se utilizan soluciones coloidales o dispersiones de nanopartículas quecontienen fármacos.‐ Composición variada‐ Variedad estructural‐ Distintas características superficiales
El total de ensayos clínicos es apenas el
2% del total de publicaciones
Investigación en nanopartículasy cáncer/toxicología
Ensayos clínicos
NANOPARTÍCULAS EN NANOMEDICINA LIPOSOMASVesículas formadas por bicapas esféricas concéntricas de fosfolípidosque encierran en su interior uno o varios compartimentos acuosos.
Unilamelares
Plurilamelares
Plurivesiculares
FARMACOLOGÍA, COSMÉTICA, DERMATOLOGÍA
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MICELAS
Esferas formadas por moléculas de tensioactivos conun exterior hidrófilo y un interior hidrófobo
Se usan con fármacos poco solubles en agua mejorando su biodisponibilidad
DENDRÍMEROS o MICELAS POLIMÉRICAS
Moléculas políméricas, sintéticas, versátiles y tridimensionales con forma biendefinida, tamaño nanoscópico y con propiedades físico‐químicas querecuerdan a las de las biomoléculas
Solubles en agua con capacidad de encapsulación y gran cantidad de gruposfuncionales periféricos. Ideales como SLF.
NANOCAPSULAS
Sistemas que contienen un ingrediente activo en su interior separado del exteriorpor una membrana polimérica.
Por saturación del interior, el ingrediente puede difundir a través de la membrana a una velocidad casi constante
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Matriz polimérica esférica. Es capaz de contenerun fármaco encapsulado en su interior. Elfármaco se libera al exterior por difusión.
NANOESFERAS NANOPARTÍCULAS CERÁMICAS
SIICE MESOPOROSA
NANOPARTÍCULAS CERÁMICAS
FOSFATOS DE CALCIO
Biocompatibles. Solubles a pH ácido / NPs pH sensiblesNPs huecas pueden abrirse con ultrasonidosHA / sales Fe2+ propiedades magnéticas HIPERTERMIA
ALÓTROPOS DE CARBONO
GRAFENO ultra área superficial. Fácil de funcionalizarÓxido de Grafeno (GNO) fotoluminiscente. Nanotubos.Pueden usarse en terapia fototérmica (PTT) calor al ser irradiados
NANOPARTÍCULAS DE ÓXIDO DE HIERRO
Fe3O4 ‐Fe2O3 con propiedades magnéticas. H produce aumento de THipertermia T sube a 45‐47ºC favorece acción de antitumoralesTermoablación T sube a 53‐47ºC destruye células tumorales
TRANSFECCIÓN GÉNICA
TRANSFECCIÓNTEMPORAL el DNA no se integra en un cromosoma
ESTABLE sí se integra y pasa a la siguiente generación
GENES, FRAGMENTOS DNA (PLASMIDOS pDNA)
NÚCLEO CELULAR PROTEÍNA ESPECÍFICA
iRNA, siRNA
INTERIOR DE LA CÉLULA INHIBE PROTEÍNA ESPECÍFICA
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TRANSFECCIÓN GÉNICA TRANSFECCIÓN GÉNICA no Viral
1
2
3
4 Mejor en proceso de división celular
5 Unión a sitio adecuado
Bioimagen
Terapiaslocalizadas
Muerte de células tumorales
NanopartículasProtector
Ligando LocalizaciónCito-tóxico
ESPECÍFICOS, MENOS TÓXICOS, MENOS EFECTOS SECUNDARIOS NO DESEADOS, MUCHAS POSOBILIDADES
SISTEMAS DIANA/VECTORIZACIÓN
1. VECTORIZACIÓN PASIVA
2. VECTORIZACIÓN ACTIVA
3. SISTEMAS ESTÍMULO‐RESPUESTA
4. IMÁGENES Y TERANÓSTICA
NANOMEDICINA y CÁNCER