Descripción

La nanociencia ha sido objeto de estudio durante al menos un siglo, aunque campos como la ciencia de los coloides y la biología celular no se conocían con este nombre. La nanotecnología comenzó a principios de la década de 1980 debido a los avances realizados en los circuitos integrados y ha ganado un crecimiento y desarrollo drásticos en la última década. Hoy en día, la nanotecnología y la nanociencia son ahora temas extremos de interés, no solo en las comunidades académicas, sino también en los sectores industriales debido al alto potencial para el desarrollo de productos comerciales.

El rápido lanzamiento de nuevos productos que incorporan nanotecnología muestra una clara tendencia en un amplio espectro de campos, desde aplicaciones de fabricación y materiales, incluidos nanocompuestos y recubrimientos, hasta aplicaciones electrónicas y de TI, incluidos chips de memoria y pantallas avanzadas. Las aplicaciones de las nanotecnologías en el cuidado de la salud y las ciencias de la vida, como los dispositivos médicos nanoestructurados y la nanoterapia, están recibiendo una mayor atención por parte de la industria, aunque estos han tenido el mayor tiempo de comercialización. Una característica distintiva de la nanotecnología y la nanociencia es el diseño de nuevas propiedades fisicoquímicas de materiales nanoestructurados que no se pueden lograr mediante el uso de materiales a granel.

Las propiedades diseñadas de los nanomateriales tienen un gran potencial para mejorar, o incluso transformar, muchos asuntos convencionales en nuestra vida moderna. Uno de los subcampos prometedores de la bionanociencia es la nanomedicina. Se reconoce como un campo altamente interdisciplinario, que involucra química, física, biología, ingeniería, ciencia de los materiales y medicina, con un alto potencial para brindar un diagnóstico preciso de enfermedades y un tratamiento rápido, fácil y de bajo costo de síndromes catastróficos con efectos secundarios mínimos y menor cumplimiento del paciente.

Los nanomateriales más prometedores que han encontrado un uso generalizado en biomedicina son las nanopartículas de óxido de hierro superparamagnético (SPION). Los SPION con un diámetro medio de partícula de unos 10 nm suspendidos en líquidos portadores apropiados se conocen como ferrofluidos. Una característica especial de los ferrofluidos es la combinación del comportamiento líquido normal con las propiedades superparamagnéticas de las nanopartículas, lo que permite su uso en numerosas aplicaciones biomédicas, como imágenes por resonancia magnética (IRM) para mejorar el contraste, suministro de fármacos/genes, seguimiento de células (madre) o resonancia magnética. tecnologías de separación (por ejemplo, secuenciación rápida de ADN) y ensayos de diagnóstico ultrasensibles.

Algunas de estas aplicaciones ya están bien establecidas, como la separación magnética y la resonancia magnética, mientras que otras están bajo investigación en esta etapa. La forma, las características del tamaño de las partículas y las propiedades superficiales de los SPION son factores cruciales para sus aplicaciones exitosas en biomedicina. Estos factores normalmente están controlados por el método de síntesis y las condiciones de procesamiento utilizadas en una aplicación particular. Por otro lado, el rendimiento del proceso y su reproducibilidad se encuentran entre los factores importantes para la fabricación a escala de productos SPION. En este libro, se cubre una amplia gama de desarrollos actuales y futuros de SPION, incluida la síntesis, la modificación de superficies, la citotoxicidad y las aplicaciones, mediante la combinación de contribuciones de miembros de la facultad en ciencia de materiales, ingeniería química, química y biología.

Se da gran énfasis a la naturaleza interdisciplinaria de los campos de la bionanociencia y la bionanotecnología. Después de una introducción general en el Capítulo 1, los autores dedican el Capítulo 2 a varios métodos de síntesis junto con sus ventajas y desventajas. En el Capítulo 3, se incluye un conjunto de las técnicas estadísticas más prácticas para la síntesis y caracterización óptimas de nanoproductos. El Capítulo 4 cubre el recubrimiento de SPIONs y asuntos de focalización. El Capítulo 5 presenta una revisión exhaustiva de los métodos de evaluación de toxicidad in vitro e in vivo disponibles junto con los resultados recientes de toxicidad de SPION. El Capítulo 6 cubre las aplicaciones biomédicas de SPION desde el laboratorio hasta las escalas de productos comercializados. Es importante señalar que el número de publicaciones relacionadas con SPION ha aumentado drásticamente durante la última década.

Sin embargo, la mayoría de las investigaciones están relacionadas con la síntesis, caracterización y propiedades superficiales de SPIONs. Los problemas biológicos se han abordado solo en los últimos años y su toxicidad se ha reconocido como un problema de seguridad. Los autores esperan que los Capítulos 5 y 6 puedan ser una pequeña contribución para promover el interés de los investigadores en el campo para explorar más aspectos de seguridad, métodos de evaluación de riesgos y regulaciones para futuras aplicaciones de SPION. Finalmente, nos gustaría agradecer al equipo de producción de Nova Science Publishers por su continuo y dedicado apoyo durante la preparación de este libro.