Imagina unas jaulitas pequeñísimas con una forma que recuerda a la de balón de fútbol a las que llamaremos “nanoburbujas”, de lo pequeñas que son. Bien, pues, investigadores en Suiza han conseguido fabricarlas pero haciendo que su interior sea hidrofóbico (se lleva mal con el agua) y el exterior hidrofílico (se lleva bien con el agua). Este tipo de nanoburbujas puede usarse para llenarlas de productos químicos hidrofóbicos, como los fármacos anticáncer, pero pueden dispersarse en agua con total facilidad, lo que se convierte en una forma estupenda de controlar reacciones en medio acuoso que necesiten catalizadores orgánicos o de hacer llegar de forma más eficiente los fármacos a su destino en el cuerpo del paciente.

El ejemplo más famoso de molécula de carbono esférica es la C60, pero el espacio dentro de ella es el equivalente a unos pocos átomos, y es muy difícil meterlos y sacarlos. Los investigadores suizos, encabezados por Corinne Hofer, de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, lo que han hecho ha sido fabricar nanoburbujas multicapa de carbono mucho mayores que la C60, a partir de un producto disponible comercialmente nanopartículas de cobalto recubiertas de carbono.

En primer lugar hicieron el exterior de las nanopartículas hidrofílico usando un polímero cargado negativamente. Después, eliminaron el cobalto usando ácido clorhídrico, que deja intacto el polímero exterior. El resultado es un recipiente esférico, hidrofílico en el exterior y tan hidrófobo en el interior como una lámina de grafeno.

Para comprobar que la nanoburbuja funcionaba adecuadamente, los investigadores probaron con dos sustancias. La primera fue un tinte, rodamina B. Pudieron conseguir concentraciones en el interior de la burbuja 10,000 veces mayores que fuera de ella, lo que es el equivalente nanotecnológico de decir que consiguieron llenar la nanoburbuja de rodamina B (véase la imagen de apertura). Esta prueba indica que se pueden incorporar a un medio industrial acuoso catalizadores orgánicos sin necesidad de emplear grandes cantidades de disolventes, también orgánicos, muy caros y potencialmente contaminantes.

La segunda prueba se hizo con medicamento anticáncer, la doxorrubicina, que es difícil de administrar porque es muy soluble en grasas (hidrofóbica) y muy tóxica. En prueba pudo dispersarse en agua simplemente introduciéndola en las nanoburbujas. Obviamente, serán necesarias pruebas clínicas de seguridad y efectividad antes de que las nanoburbujas se puedan usar en quimioterapia. Eso sí, primero habría que solucionar otro problema: la nanoburbuja, el recipiente, aún está abierto, por lo que habría que diseñarle un tapón adecuado para facilitar el suministro inteligente de fármacos a los tumores.

Es muy posible que todo esto suene familiar para el lector interesado. Es verdad que se ha hecho cosas similares con partículas mayores. Incluso el tratamiento hidrofílico del exterior ya se había conseguido antes. Lo que es realmente nuevo en este trabajo es, por una parte, el interior completamente hidrofóbico y, por otra, su pequeño tamaño, lo que facilita su uso en la administración de fármacos. Eso sí, hasta que no se pueda controlar la liberación del producto, hablaremos de un avance interesante pero no de algo revolucionario. Y es que en el mundo del envase, incluso en la nanoescala, lo verdaderamente difícil son los tapones.

Referencia:

Corinne J. Hofer et al (2016) Hollow Carbon Nanobubbles: Synthesis, Chemical Functionalization, and Container-Type Behavior in Water Angew. Chem., Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201602745

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

Esta anotación participa en la LVIII Edición del Carnaval de Química acogido en el blog Pero eso es otra historia…