Los objetos magnéticos pequeños, que se han utilizado con éxito en aplicaciones tecnológicas como el almacenamiento de datos, son prometedores en el campo biomédico. Las nanoestructuras magnéticas tienen propiedades interesantes que mejoran las aplicaciones novedosas en el diagnóstico médico y permiten la exploración de nuevas técnicas terapéuticas.
En esta semana Revisión de física aplicada , por AIP Publishing, los investigadores revisan el estado del arte en este campo. Un avance especialmente interesante implica una configuración de nanodisco exótica, conocida como estado de vórtice, donde los momentos magnéticos se organizan en una geometría rizada.
Aislar y separar células de una muestra de sangre o tejido es crucial para una variedad de aplicaciones médicas, como la terapia génica o el diagnóstico y tratamiento del cáncer. Los procedimientos estándar implican filtración y centrifugación, pero las células de tamaños o densidades similares no pueden separarse de esta manera.
Un enfoque para este problema ha sido recubrir las bolas esféricas de óxido de hierro con anticuerpos que se unen específicamente a las células de interés. Las células deseadas se separan luego con campos magnéticos aplicados. Sin embargo, esto puede requerir altas intensidades de campo magnético, por lo que un segundo enfoquese ha intentado usar nanocables.
Una tercera forma involucra nanodiscos, ya sea en un estado de vórtice o una configuración antiferromagnética sintética, que consiste en dos capas ferromagnéticas separadas por una capa no magnética. La superficie de las estructuras pequeñas se puede tratar con sondas fluorescentes, lo que permite a los investigadores observar el movimiento delas partículas en respuesta a un campo aplicado.
Otra aplicación biomédica que puede beneficiarse de las nanoestructuras magnéticas es la resonancia magnética. Debido a que la técnica básica tiene baja sensibilidad, generalmente se necesitan agentes de contraste. Los agentes más utilizados son los complejos de gadolinio, pero estos han generado problemas de toxicidad. Tanto los nanodiscos como los nanocables recubiertos conLas sustancias biocompatibles tienen propiedades que los harían buenos agentes de contraste para resonancia magnética.
Un área de aplicación innovadora de nanoestructuras magnéticas implica la aniquilación de células específicas para el tratamiento del cáncer. Los nanodiscos creados en un estado de vórtice giratorio o configuración antiferromagnética sintética son muy prometedores para este uso.
Se observaron altas tasas de mortalidad de células tumorales, hasta 90%, cuando se utilizaron campos magnéticos relativamente débiles con ellos. El mecanismo que conduce a la muerte celular es una fuerza mecánica fuerte que resulta cuando un campo magnético giratorio hace girar los nanodiscos, destruyendo las células tumoralesdesde el interior.
La mayoría de estos estudios se han llevado a cabo en el laboratorio, por lo que algunas situaciones, como la retención o excreción por órganos internos o el transporte a través de los capilares, aún podrían ser un problema. Se requieren más estudios para abordar estos efectos del mundo real.
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Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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