NANOTECNOLOGÍA EN ARGENTINA

La Fundación Argentina de Nanotecnología es una entidad de derecho privado y sin fines de lucro, su responsabilidad principal es fomentar la generación del valor agregado de la producción nacional, para el consumo del mercado interno y para la inserción de la industria local en los mercados internacionales.

La FAN es una entidad destinada a promover el desarrollo de aplicaciones micro y nanotecnológicas para resolver necesidades productivas y de competitividad que enfrentan los cuatro sectores seleccionados: metalmecánica, agroalimentos, salud y electrónica.

SECTOR METALMECANICO

Sistemas de reparación con distintos tipos de micro y nano refuerzos

En el presente proyecto se desarrollarán sistemas de reparación con elevadas propiedades mecánicas, fuerte adhesión a diferentes sustratos, bajo peso y cuya aplicación sea rápida, simple y que no requiera de conocimientos técnicos. Mediante la utilización de estos sistemas se lograría reparar, sellar y reforzar cualquier tipo de defecto presente en componentes cuya integridad estructural se haya visto comprometida durante su vida en servicio. Estos productos estarán orientados a un mercado hogareño y semi industrial, y pensado para ser utilizados en la reparación de artículos y componentes de diferentes industrias. Durante el proyecto pre semilla de la FAN se espera diseñar y fabricar los prototipos a escala de laboratorio, pero sin perder de vista el objetivo de transferirlo a una escala de producción industrial.

Materiales nanoestructurados para tratamientos óseos y dentales

“Hay muchos materiales nanoestructurados, de muchas composiciones y para muchas aplicaciones. Nosotros nos dedicamos a los que se pueden utilizar para la reparación de tejidos calcificados, como huesos o implantes dentales”

Estos materiales tienen una relación superficie/volumen muy elevada, lo que les permite una muy alta adsorción de principios activos; es posible el diseño específico de un material para transportar y liberar un principio activo en particular. Según para qué se los utilice, se configuran para una u otra función. “Dada una lesión ósea, por ejemplo una fractura o la remoción de un tumor, ésta se puede rellenar con el material. Si además este material cuenta con medicamentos como analgésicos, antibióticos u otros fármacos adsorbidos que puedan liberarse de forma localizada al aplicar el implante, se favorecería el tratamiento y la posterior recuperación del paciente”

Agrega que esto es una línea novedosa: “No hay en el mercado, hasta donde alcanza mi conocimiento, materiales nanoestructurados inorgánicos para la liberación de fármacos. La aplicación de estos materiales requiere de muchas pruebas para testear su viabilidad. Hay algunas pastas para rellenar defectos óseos en base a nanopartículas de fosfato de calcio, que están patentadas y se usan actualmente, pero no mucho más. La investigación está orientada a la obtención de una patente, pero para llegar a ésta se requieren más análisis de los realizados hasta el momento.

En la actualidad, los trabajos del equipo están orientados a diseñar implantes que puedan favorecer la recuperación del tejido óseo o dental humano; que actúen como soporte, degradándose a medida que se recupera el nuevo tejido. Las propiedades finales dependen de la construcción química y de la morfología del material. Incluso, obtuvieron un premio en el área “Medicina regenerativa y terapia celular” de la LVIII Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica (SAIC), llevada cabo en noviembre del año pasado en Mar del Plata.

Según cuenta la investigadora, en su equipo trabajan con materiales inorgánicos. “La hidroxiapatita es el componente mineral del hueso y su empleo es la opción natural para construir materiales inorgánicos. Su uso evitaría efectos adversos o rechazos. También estamos investigando el diseño de materiales a partir de hidrogeles de colágeno e hidroxiapatita. Además, utilizamos óxido de titanio y de cerio. Estos últimos son componentes muy diferentes a los anteriores, pero se los seleccionó en base a su amplia aplicación en prótesis e implantes”. Si bien las prótesis son bioinertes pueden encapsularse por falta de interacción con el tejido óseo y cuando eso ocurre, el implante fracasa. “Nosotros buscamos que los materiales preparados sean bioactivos para generar enlaces favorables entre el tejido óseo y el material implantado, Una forma de hacer bioactivas a las prótesis metálicas que actualmente se utilizan es cubrirlas con materiales nanoestructurados como óxido de titanio u óxidos de titanio dopados con cerio, de los cuales se ha comprobado que tienen propiedades antioxidantes. Estos son materiales específicos cuya toxicidad y viabilidad celular deben analizarse en cada sistema sin generalizar. Nosotros comprobamos que los materiales preparados no tienen ninguna incompatibilidad con osteoblastos”, agrega Messina.

“Esperamos que al finalizar nuestras investigaciones se obtengan respuestas efectivas de las células osteogénicas a la presencia de los materiales preparados. Esto implicaría cambios en la adhesión, la orientación y la movilidad celular, la condensación del citoesqueleto y la modulación de las vías de señalización intracelular que regulan la actividad transcripcional, entre otras”, dice.

El resultado satisfactorio de este proyecto contribuiría, desde el punto de vista científico, a mejorar el conocimiento ya existente sobre los complejos procesos de interacción que se establecen en la interfase tejido-material. “Con ello se podrá, por un lado, abordar nuevos retos que radican en la necesidad de nuevos biomateriales con propiedades osteogénicas superiores y, por el otro, definir las condiciones adecuadas para el uso seguro de estos materiales. Asimismo, a partir de los resultados obtenidos se sentarán las bases para la posterior realización de estudios preclínicos en animales”, concluye la investigadora.

Proyecto: “Síntesis, Caracterización y Aplicaciones de Materiales Cerámicos Nanoestructurados”

Sensores de gases resistivos basados en óxidos semiconductores nanoestructurados: Se sintetizan polvos de óxidos metálicos semiconductores (ZnO, SnO2) para preparar  pastas conductoras con formulaciones propias que se depositan sobre sustratos de Al2O3, Si o cuarzo, formando películas gruesas nanoestructuradas útiles para el sensado de gases (VOCs, CO, CH4, H2, etc). Se desarrollan en colaboración con la División Microelectrónica, Departamento de Electrónica Aplicada-CITEFA un sistema de calefacción novedoso para alcanzar la temperatura de operación de los sensores (la cual, por otra parte, baja considerablemente al emplear materiales nanocristalinos en la fabricación de los sensores). La temperatura de operación de los sensores desciende de 400-500oC a 230-120o.  Se ha encontrado, además, que la sensibilidad de los dispositivos aumenta entre un 30 y un 37% respecto de la de los sensores fabricados con material microcristalino.

● Nariz electrónica: Este subprograma del tema de sensores de gases se ocupa de las investigaciones que se realizan en el área de alimentos (degradación de aceites de oliva por la luz, el aire y la temperatura, calidad de ajos naturales, disecados y liofilizados, contaminación de oréganos, calidad de jugos de naranja, etc.), en las áreas de cosméticos, envases, productos farmacéuticos, entre otros y para control del medio ambiente (calidad de suelos, procesamiento de biosólidos productos de deshechos cloacales, contaminación de efluentes y de suelos, etc.).