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Microfluidos para la producción en serie de nanopartículas personalizadas

Las nanopartículas son fundamentales para la industria y la investigación científica, dadas sus propiedades excepcionales derivadas de su diminuto tamaño. El uso de reactores con microfluidos podría ser fundamental para manipular la síntesis y para la producción a mayor escala de nanopartículas que utilizar en biomedicina, óptica, pilas de combustible y otras aplicaciones.
Microfluidos para la producción en serie de nanopartículas personalizadas
La ciencia y tecnología de los microfluidos utilizan volúmenes en nanolitros y picolitros de fluidos en canales de dimensiones micrométricas. Se trata de un campo multidisciplinario que combina las áreas de la ingeniería, física, nanotecnología y biotecnología. El objetivo de este campo, que crece rápidamente, es resolver las dificultades asociadas a la manipulación a escala micrométrica de pequeñas partículas.

Ciertas propiedades, como el tamaño y la forma, la superficie, el autoensamblado y la reproducibilidad, son fundamentales para los nanomateriales. Los reactores por lotes convencionales mayoritarios no pueden preparar nanopartículas personalizadas de alta calidad que puedan reproducirse. Un grupo de científicos, dentro del marco del proyecto financiado por la Unión Europea PLATFORM2NANO (Development of a microfluidic platform to produce nanomaterials and assessment on new nanotechnology applications), diseñó un nuevo procedimiento para sintetizar nanopartículas, transformando los procesos por lotes convencionales en una línea de ensamblado a mayor escala.

El equipo del proyecto utilizó microrreactores de polímeros, vidrio y acero inoxidable muy versátiles para producir nanoestructuras con oro complejas de tamaños y formas bien definidas. Se utilizaron por primera vez las nanopartículas de cobalto como modelos y después se sustituyeron con nanopartículas de oro que conducen a la formación de estructuras huecas. Posteriormente, el equipo de trabajo introdujo grupos químicos funcionales a las superficies de oro para mejorar la biocompatibilidad y los esterilizaron con luz ultravioleta.

La tasa de producción de los reactores con microfluidos utilizados superó ampliamente a la de los reactores por lotes convencionales. Estas nanopartículas de oro huecas personalizadas podrían aplicarse en tratamientos fototérmicos, mejorando el diagnóstico y tratamiento del cáncer.

Comprender el desarrollo de las facetas en los nanocristales es fundamental para controlar su forma, que a su vez permite controlar las propiedades químicas de los cristales. Los científicos utilizaron flujo segmentado por gas para implementar reactores de flujo a base de reacciones gaseosas que permitieron controlar la forma de los nanocristales a medida que se formaban.

En vistas de la función importante de las nanopartículas de polímeros en la administración de fármacos dirigida, el equipo de trabajo produjo nanopartículas de polímeros uniformes para la administración eficaz de fármacos en tejidos enfermos.

Hasta ahora, la manipulación a microescala de nanopartículas suponía un gran desafío en el campo. La ciencia de los microfluidos desempeña una función fundamental en la síntesis de nanopartículas, permitiendo el control preciso y la producción a gran escala de pequeñas partículas.

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Palabras clave

Microfluidos, nanopartículas, biomedicina, PLATFORM2NANO, tratamiento fototérmico
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