Nanomateriales de óxidos de hierro y su interacción con sistemas biológicos

Abstract

Los óxidos de hierro son materiales con un gran potencial en campos como la ingeniería, medio ambiente o biomedicina. En este último, la posibilidad de construir y utilizar nanoestructuras de óxido de hierro compatibles con sistemas biológicos está aumentando en todas las principales áreas de la investigación en cardiología, neurología, y cáncer. Sin embargo, el desarrollo de tales aplicaciones también exige enfrentarse a retos importantes como es avanzar en la comprensión de las interacciones entre las nanoestructuras con distintos sistemas biológicos, destacando la adhesión y la internalización en células vivas. Dentro de las diferentes nanoestructuras, en esta tesis doctoral se han estudiado las nanopartículas (NPs) y nanohilos (NWs) de óxido de hierro y su interacción con células de tumor cerebral y de hipocampo, respectivamente. En el primer caso, se ha estudiado la capacidad de internalización de NPs con objeto de aumentar el contraste de las imágenes de resonancia magnética (MRI). En el caso de NWs, debido a la alta relación de aspecto que presentan con respecto a las NPs, pueden ser de gran utilidad en aplicaciones como guiado o manipulación celular y como dispositivos en redes neuronales. Existen estudios de la interacción de NWs con células disociadas de hipocampo donde se ha analizado su efecto en la morfología de la red. En cambio existe muy poca bibliografía a cerca del estudio de la actividad de la red neuronal en sustratos de NWs. En el caso de los NWs de óxido de hierro, por primera vez, se muestra un estudio de los cambios en la morfología y la actividad de la red del hipocampo considerando diferentes dimensiones y orientaciones de NWs. Los resultados obtenidos aportan información novedosa sobre de las interacciones NP-medio y NP-membrana celular para MRI y de cómo el uso de diferentes NWs puede afectar a las redes neuronales.