Nanopartículas de oro: aplicaciones
En los últimos años, la evolución en el desarrollo de productos elaborados a partir de nanotecnología ha experimentado un espectacular crecimiento. En particular, las nanopartículas de oro han despertado gran interés en los sectores biomédico y alimentario, donde se ha descrito su utilización en el tratamiento frente al cáncer o como parte integrante de envases resistentes a la abrasión, con propiedades antimicrobianas. Por tanto, se cree que la exposición humana a las nanopartículas de oro aumentará considerablemente en los próximos años.
Nanotecnología es un término que engloba el conjunto de ciencias y técnicas que se aplican a escala atómica, molecular y macromolecular. En una recomendación de la Comisión Europea (Recomendación de la Comisión, de 18 de octubre de 2011) se define el término "nanomaterial" como "un material natural, secundario o fabricado que contenga partículas, sueltas o formando un agregado o aglomerado, y en el que el 5% o más de las partículas en la granulometría numérica presente una o más dimensiones externas en el intervalo de tamaños comprendido entre 1 nm y 100 nm".
Para poner en contexto esta escala de medida, un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro, una longitud 80.000 veces más pequeña que el diámetro de un cabello humano y 10 veces el diámetro de un átomo de hidrógeno.
En virtud de su pequeño tamaño, las propiedades exhibidas por los nanomateriales son muy diferentes a la de esos mismos materiales en su escala convencional (Jos y col. 2009), lo que ha motivado que estos materiales despierten un gran interés en multitud de sectores. De hecho, la evolución en el desarrollo de productos elaborados a partir de nanomateriales ha ido en ascenso en los últimos años. Se han descrito numerosas aplicaciones de nanopartículas metálicas en la elaboración de productos de consumo masivo como filtros UV en cremas solares o telas "anti-olor" para vestimenta, baterías de litio, paneles solares, así como también para uso en medicina, como terapias anti-tumorales (The Project on Emerging Nanotechnologies 2012).
Actualmente, el mercado global de los nanomateriales se estima en 11 millones de toneladas, con un valor de 20.000 millones de euros. Se prevé que en el año 2015 los productos a base de nanotecnología tengan un volumen global de 2 trillones de euros (Comisión Europea (CE) 2011), lo que demuestra que se trata de un sector en pleno desarrollo.
Nanopartículas de oro
Las nanopartículas de metales nobles y, más específicamente, las nanopartículas de oro (AuNPs), exhiben excelentes propiedades físicas, químicas y biológicas, intrínsecas a su tamaño nanométrico (Auffan y col. 2009). Además, las AuNPs pueden ser producidas en distintos tamaños y formas y pueden ser fácilmente funcionalizadas con un amplio abanico de ligandos (anticuerpos, polímeros, sondas de diagnóstico, fármacos, material genético, etc.) (Al-Qadi y Remuñán-López 2009). Todo esto hace que las AuNPs despierten un gran interés en multitud de campos, pero especialmente en los sectores biomédico y alimentario.
Aplicaciones de las nanopartículas de oro en medicina
Aunque pueda parecerlo, la utilización de oro con fines médicos no es nueva, sino que se remonta a la antigüedad, existiendo constatación de la utilización de oro coloidal en China en el año 2500 antes de Cristo. El descubrimiento por Robert Koch del efecto bacteriostático del cianuro de oro frente al bacilo de la tuberculosis, marca el comienzo de su utilización en la medicina moderna siendo introducido en la terapia de la tuberculosis en 1920 (Higby 1982).
Hoy en día, las nanopartículas de oro destacan especialmente por sus propiedades fototerapéuticas. En presencia de luz láser las AuNPs se activan y desprenden calor, siendo muy útiles en el tratamiento selectivo de células tumorales (Jain y col. 2008). Por ello, en los últimos años se han realizado notables esfuerzos en la investigación y en la aplicación de las AuNPs para la detección precoz, el diagnóstico y el tratamiento del cáncer. Además de su extraordinario potencial como agentes fototerapéuticos, las AuNPs pueden utilizarse en la elaboración de partículas nanoestructuradas para el transporte y la vectorización selectiva de fármacos y macromoléculas terapéuticas, así como en terapia génica (vehiculización de plásmidos, DNA, RNA, etc.) (Chen y col. 2008). También destaca el empleo de las AuNPs en la elaboración de sistemas transportadores inteligentes que permiten controlar, en el espacio y en el tiempo, la liberación del compuesto terapéutico asociado, ya sea por activación de un estímulo biológico interno o externo (Han y col. 2006; Hong y col. 2006).
Aplicaciones de las nanopartículas de oro en la producción de alimentos Otro importante campo de aplicación de las AuNPs es la industria de los alimentos, donde se las utiliza como parte integrante de nanocompuestos poliméricos. Éstos (que además de AuNPs pueden incluir otras nanopartículas de plata, de óxido de zinc o de óxido de aluminio) se utilizan en la fabricación de envases con propiedades antimicrobianas o para incrementar la resistencia a la abrasión de los envases (Chaudhry y col. 2008). Asimismo, ya se han elaborado indicadores de tiempo-temperatura a partir de AuNPs (Robinson y Morrison 2010). La empresa Timestrip UK Ltd. ha desarrollado un dispositivo a partir de oro coloidal, que permite establecer si los alimentos procesados y congelados, han sido mantenidos a temperatura adecuada a lo largo de la cadena de producción y distribución. El funcionamiento de este dispositivo adherido al envase, se basa en un fenómeno simple, ya que a temperaturas inferiores a la de congelación, se produce una aglomeración irreversible de las AuNPs dando lugar a una solución transparente. Por otra parte, cuando la temperatura sobrepasa el valor establecido, las AuNPs coloidal se dispersan en la suspensión, dando como resultado un color rojo intenso.
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Aspectos legales
A pesar de sus múltiples aplicaciones, actualmente en Europa no existe legislación específica sobre la nanotecnología y los nanomateriales, aunque éstos entran dentro de la definición de "sustancia" incluida en la Regulación Europea de Sustancias Químicas (REACH) (Reglamento nº 1907/2006 del Parlamento, de 18 de diciembre de 2006).
En mayo de 2011, y en respuesta a una petición de la Comisión Europea, la Autoridad Europea para la Seguridad Alimentaria (EFSA) publicó la primera guía práctica para la evaluación del riesgo de la nanotecnología en alimentos y piensos. Esta guía contiene los procedimientos estandarizados necesarios para la caracterización física, química y toxicológica de los nanomateriales sujetos a evaluación en vista a su posible autorización, para su uso en alimentos y piensos. En 2012, la EFSA publicó el informe anual de la red de trabajo sobre la evaluación de riesgos de la nanotecnología en alimentos y piensos, con el fin de profundizar en la armonización de la evaluación del riesgo asociado a la nanotecnología en la Unión Europea (Autoridad Europea para la Seguridad Alimentaria (EFSA) 2012).
BIBLIOGRAFÍA CITADA
1. Albanese A., Sykes E.A., Chan W.C. Rough around the edges: The inflammatory response of microglial cells to spiky nanoparticles. ACS Nano. 2010;4(5):2490-2493.
2. Al-Qadi S., Remuñán-López C. Nanopartículas metálicas: oro. En: Real Academia Nacional de Farmacia. Nanotecnología farmacéutica. Madrid; 2009. pp. 223-248.
3. Auffan M., Rose J., Bottero J.Y., Lowry G.V., Jolivet J.P., Wiesner M.R. Towards a definition of inorganic nanoparticles from an environmental, health and safety perspective. Nat Nanotechnol. 2009;4(10):634-641.
4. Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria; EFSA Scientific Network for Risk Assessment of Nanotechnologies in Food and Feed. [Supporting Publications 2012 [consulta : 23 de mayo de 2013] EN-362. [9pp.]
