Esclarecen por qué unas nanopartículas grandes atraviesan nanoporos y otras más pequeñas no

El grupo de Polímeros y Materia Blanda de la UPV/EHU (España), donde confluyen investigadores del Centro de Física de Materiales (CSIC-UPV/EHU), del Departamento de Física de Materiales y del Donostia International Physics Center (DIPC) ha publicado recientemente un estudio en la revista Polymer, donde han tenido como tema de investigación la translocación de nanopartículas sintéticas blandas a través de nanoporos y nanohendiduras de menor diámetro o anchura que su tamaño.

“Una de las áreas de investigación de nuestro grupo es la síntesis de cadenas de polímeros y su plegamiento hasta formar nanopartículas, intentando asemejar ese doblamiento al que se produce en las proteínas, en la naturaleza —expone el miembro del grupo Josetxo Pomposo, profesor de investigación Ikerbasque en la UPV/EHU—. Una posible aplicación de estas nanopartículas podría ser la dosificación de medicamentos, que serían transportados en los huecos que se forman al plegar las cadenas, que harían las veces de bolsillos, y se liberarían cuando la nanopartícula llegase a la zona a tratar”.

Pero para llegar a cumplir con esa función, las nanopartículas deben ser capaces de  atravesar las membranas de las células diana, y “esa capacidad de atravesar los poros o hendiduras de las membranas, que son más pequeños que las propias nanopartículas, se ve condicionada por el nivel de plegamiento y la elasticidad que presenten”, detalla el investigador.

Las nanopartículas con gran elasticidad tienen la capacidad de cambiar su conformación hasta ser capaces de atravesar poros incluso 10 veces menores que ellas. (Foto: studiom1-123RF)

En este estudio, el grupo de investigación ha trabajado con un modelo de nanopartículas, a nivel teórico, para poder anticipar el comportamiento que presentarán las nanopartículas reales a la hora de tener que atravesar un nanoporo o una nanohendidura. Tal como explica el Dr. Pomposo, “se da la circunstancia de que hay nanopartículas bastante grandes que son capaces de pasar por poros pequeños, por su alta elasticidad, y otras más pequeñas, pero también más rígidas, que, sin embargo, no pueden atravesarlos”.

El trabajo ha resultado en una serie de leyes de escala, que relacionan el diámetro más pequeño que podrá atravesar una nanopartícula, con su tamaño y su elasticidad, o la tasa de flujo crítica que es necesaria para que se dé la translocación de las nanopartículas a través de nanoporos, entre otros. “Lo que hace es aportar la base teórica de lo que se estaba observando en diferentes estudios de este tipo”, destaca.

Esta información podría dar pie, incluso, a desarrollar técnicas de caracterización que hoy en día no existen, como la determinación de la elasticidad de las nanopartículas blandas, haciéndolas pasar por una serie de nanoporos, o la separación de estas en función de su elasticidad o el nivel de cohesión interna. El Dr. Pomposo recalca el nivel de resolución al que se está llegando con las nuevas técnicas de caracterización, ya que “están dando información sobre nanopartículas individuales, de tamaños nanométricos”. (Fuente: UPV/EHU)