La piel es uno de los órganos más grandes y accesibles del cuerpo humano. Pero penetrar en sus capas profundas para tratamientos medicinales y cosméticos sigue siendo una tarea pendiente para la ciencia.

Aunque hay algunos remedios que se administran a través de la piel, este método de tratamiento es poco frecuente, ya que las partículas que penetran no deben ser mayores de 100 nanómetros (una milésima de centímetro). Crear herramientas eficaces con partículas tan diminutas es un gran reto. Dado que las partículas son tan pequeñas y difíciles de ver, es difícil determinar su ubicación exacta dentro del cuerpo. Esta es información necesaria para garantizar que lleguen al tejido correcto. En la actualidad, esta información se obtiene mediante biopsias invasivas y dolorosas.

Un novedoso método desarrollado por investigadores de la Universidad de Bar-Ilan ofrece una solución innovadora para superar ambos retos. Combinando técnicas de nanotecnología y óptica, produjeron diminutas partículas de diamante (nanométricas) tan pequeñas que son capaces de penetrar en la piel para administrar remedios medicinales y cosméticos. Además, crearon un método óptico seguro, basado en el láser, que cuantifica la penetración de los nano diamantes en las distintas capas de la piel. Y determina su ubicación y concentración en el tejido corporal de forma no invasiva, lo que elimina la necesidad de realizar una biopsia.

Esta innovación acaba de ser publicada por investigadores del Instituto de Nanotecnología y Materiales Avanzados de la Universidad, en colaboración con la Facultad de Ingeniería Kofkin y el Departamento de Química, en la revista científica ACS Nano.

Los nano diamantes -de un tamaño de una millonésima de milímetro- se producen detonando explosivos dentro de una cámara cerrada. En estas condiciones, la alta temperatura y la presión hacen que los átomos de carbono de los explosivos se fusionen. Los nano diamantes creados en el proceso son lo suficientemente pequeños como para penetrar en los tejidos sin causar daños.

Nanodiamantes y suministro de medicamentos

Al igual que los camiones que hacen repartos, los diamantes artificiales pueden suministrar diversos medicamentos a los objetivos previstos, y su distancia y ubicación pueden controlarse gracias al diminuto tamaño de los nano diamantes. El enfoque de la administración de fármacos mediante nanopartículas ya ha demostrado su éxito en investigaciones anteriores.

Los nano diamantes recién desarrollados en la Universidad de Bar-Ilan también han demostrado ser eficaces antioxidantes. Esta propiedad garantiza que las partículas que penetren en el cuerpo sean seguras y terapéuticas. Y sus propiedades químicas permiten recubrirlas con medicamentos antes de introducirlas en el organismo.

Seguimiento de los nano diamantes mediante la óptica

El método óptico desarrollado por el equipo de investigación les permite identificar las concentraciones relativas de nano diamantes de las partículas en las diferentes capas de la piel (epidermis, dermis y grasa) mediante una detección segura y no invasiva basada en un láser de longitud de onda azul, un hallazgo único en sí mismo dado que los láseres de longitud de onda roja se utilizan generalmente en los exámenes y tratamientos médicos en humanos. Para determinar su ubicación en la piel y en qué concentración, los pacientes son expuestos brevemente al rayo láser azul. Un sistema óptico crea una imagen tridimensional 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.

“Se trata de un avance importante en dermatología y en ingeniería óptica”, afirma el profesor Dror Fixler, director del Instituto de Nanotecnología y Materiales Avanzados de la Universidad de Bar-Ilan y miembro del equipo de investigación. “Podría abrir la puerta al desarrollo de fármacos aplicados a través de la piel junto a modernos preparados cosméticos que utilicen nanotecnología avanzada”. La investigación de Fixler, ayudado por la investigadora Channa Shapira y otros, demuestra la importancia de la innovación óptica en la aplicación clínica.

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