articulo aplicaciones nanoparticulas en alimentos

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7/25/2019 Articulo Aplicaciones Nanoparticulas en Alimentos http://slidepdf.com/reader/full/articulo-aplicaciones-nanoparticulas-en-alimentos 1/9 Revista de Ciencias Biológicas y de la Salud www.biotecnia.uson.mx Universidad de Sonora “El saber de mis hijos hará mi grandeza” 44 Volumen XVI, Número 2 APLICACIONES BIOMÉDICAS, TEXTILES Y ALIMENTARIAS DE NANOESTRUCTURAS ELABORADAS POR ELECTROHILADO Biomedic, textile and alimentary applications of nanostructures produced by electrospinning Robles-García Miguel Angel 1a , Rodríguez-Félix Francisco 2 , Márquez-Ríos Enrique 2 , Barrera-Rodríguez Arturo 1c , Aguilar-Martínez Jacobo 1b  y Del-Toro-Sánchez Carmen Lizette 1a * 1 Departamento de Ciencias Médicas y de la Vida a , Departamento de Ciencias Tecnológicas b , Departamento de Ciencias Básicas c , Centro Universitario de la Ciénega. Universidad de Guadalajara. Av. Universidad 1115, Ocotlán, Jalisco, México. 2 Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos. Universidad de Sonora, Blvd. Luis Encinas y Rosales S/N. Hermosillo, Sonora, México. *Autor para correspondencia: Del Toro Sánchez Carmen Lizette Correo electrónico: [email protected] Recibido: 25 de noviembre de 2013 Aceptado: 26 de febrero de 2014 RESUMEN Se ha implementado el uso de nuevas nanoestructu- ras y técnicas que permitan producir nanopartículas para su aplicación en diversos sectores con la nalidad de mejorar los procesos e incrementar la productividad. Una de éstas es el método de electrohilado ó electrospinning, teniendo la característica de ser sencillo, de bajo costo y utilizar una gran variedad de materiales, convirtiéndolo en uno de los más utilizados. Las estructuras obtenidas poseen características únicas, entre ellas su gran área de contacto y alta porosidad. Debido a estas propiedades, las nanobras presentan gran interés para ser aplicadas en diferentes áreas, como son la biomédica, textil y de alimentos obteniendo resultados be- nécos. Palabras clave: electrohilado, nanobras, biomédica, textil, alimentos ABSTRACT The use of novel nanostructures has been implemen- ted in various sectors in order to improve the production pro- cesses and increase productivity. One of these is the method of electrospinning having the characteristic of being simple, inexpensive and use a variety of materials that makes it one of the most used. The structures obtained have unique cha- racteristics, including its large contact area and high porosity. Due of these properties, nano-bers are of great interest to be applied in different areas such as biomedical, textile and food getting benecial results. Keywords: electrospinning, nanobers, biomedical, textile, food INTRODUCCIÓN La creciente demanda de nuevas nanoestructuras en diversos sectores como la biotecnología, telecomunicacio- nes, informática (Moghe y Gupta, 2008), áreas biomédicas, síntesis química, separación (Ohkawa et al., 2009), agricultura e industria de alimentos (Morgalev et al., 2010), ha impulsado el interés de cientícos e ingenieros para producir nanoes- tructuras que optimicen los procesos e incrementen la pro- ducción (Moghe y Gupta, 2008). Las nanoestructuras pueden tomar diferentes morfologías por ejemplo nanotubos, nanoalambres, nanovarillas, esferas, micelas y nanobras (Moghe y Gupta, 2008; Gutiérrez et al., 2010). Para elaborar estas nanoestructuras ha surgido un método sencillo y de bajo costo conocido como electrohilado ó electrospinning (Moghe y Gupta, 2008). La técnica de electrohilado es una técnica relativamen- te nueva para elaborar bras ultranas (Schiffman y Schauer, 2008; Lee, 2009; Mitchell y Davis, 2011). Estas nanobras son de gran interés debido a las propiedades únicas que poseen, como la gran supercie de contacto (Lee, 2009; Ko et al., 2010) y alta porosidad (Huang et al., 2011), y se pueden elaborar a partir de soluciones poliméricas de diversos materiales biodegradables y no biodegradables incluyendo polímeros, compositos y cerámicas (Sill y von Recum, 2008; Schiffman y Schauer, 2008; Huang et al ., 2011). Inicialmente esta técnica fue utilizada para preparar nanobras poliméricas, y ha sido aplicada con éxito a más de 100 tipos de polímeros naturales y sintéticos (Xie y Xia, 2008). El método de electrohilado permite obtener nanobras con diámetros que van desde tamaños submicrométricos a escalas nanométricas (Rodri- guez et al., 2012; Amna et al., 2013). Esta técnica consiste de una jeringa, una bomba para jeringa, una aguja unida a la  jeringa llena con una solución polimérica, una placa colecto- ra conectada a tierra y una fuente de alto voltaje conectada entre el capilar y el colector (Figura 1) (Moghe y Gupta, 2008; Sill y von Recum, 2008; Cavaliere et al ., 2010). El alto voltaje aplicado a través de la aguja (alrededor de 20000 voltios) crea una inestabilidad termodinámica en la supercie de la solución generando un electrospray conocido con el nombre de “cono de Taylor” el cual se dirige hacia la placa colectora, en el trayecto el solvente se evapora y la bra polimérica se deposita en el colector ( Son et al., 2006; Moghe y Gupta, 2008; Sill y von Recum, 2008). Generalmente se utilizan solventes volátiles para solubilizar los polímeros (Tabla 1). Actualmente, la técnica de electrohilado ha sido inte- grada químicamente con sol-gel para generar compuestos y nanobras inorgánicas. Se pueden procesar polímeros como polivinil pirrolidona, polivinil alcohol y polióxido de etileno, a partir de soluciones que contienen un precursor sol-gel, seguido de una eliminación selectiva de la fase orgánica vía calcinación en aire ( Xie y Xia, 2008).

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7252019 Articulo Aplicaciones Nanoparticulas en Alimentos

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Revista de Ciencias Bioloacutegicas y de la Saludwwwbiotecniausonmx

Universidad de SonoraldquoEl saber de mis hijos haraacute

mi grandezardquo

44 Volumen XVI Nuacutemero 2

APLICACIONES BIOMEacuteDICAS TEXTILES Y ALIMENTARIAS DENANOESTRUCTURAS ELABORADAS POR ELECTROHILADO

Biomedic textile and alimentary applications of nanostructures produced by electrospinning

Robles-Garciacutea Miguel Angel1a Rodriacuteguez-Feacutelix Francisco2 Maacuterquez-Riacuteos Enrique2 Barrera-Rodriacuteguez Arturo1cAguilar-Martiacutenez Jacobo1b y Del-Toro-Saacutenchez Carmen Lizette1a1 Departamento de Ciencias Meacutedicas y de la Vidaa Departamento de Ciencias Tecnoloacutegicasb Departamento de CienciasBaacutesicasc Centro Universitario de la Cieacutenega Universidad de Guadalajara Av Universidad 1115 Ocotlaacuten Jalisco Meacutexico2 Departamento de Investigacioacuten y Posgrado en Alimentos Universidad de Sonora Blvd Luis Encinas y Rosales SNHermosillo Sonora Meacutexico

Autor para correspondencia Del Toro Saacutenchez Carmen LizetteCorreo electroacutenico carmendeltorocuciudgmx

Recibido 25 de noviembre de 2013

Aceptado 26 de febrero de 2014

RESUMENSe ha implementado el uso de nuevas nanoestructu-

ras y teacutecnicas que permitan producir nanopartiacuteculas para suaplicacioacuten en diversos sectores con la 1047297nalidad de mejorarlos procesos e incrementar la productividad Una de eacutestas esel meacutetodo de electrohilado oacute electrospinning teniendo lacaracteriacutestica de ser sencillo de bajo costo y utilizar una granvariedad de materiales convirtieacutendolo en uno de los maacutesutilizados Las estructuras obtenidas poseen caracteriacutesticasuacutenicas entre ellas su gran aacuterea de contacto y alta porosidadDebido a estas propiedades las nano1047297bras presentan granintereacutes para ser aplicadas en diferentes aacutereas como son labiomeacutedica textil y de alimentos obteniendo resultados be-neacute1047297cosPalabras clave electrohilado nano1047297bras biomeacutedica textilalimentos

ABSTRACT

The use of novel nanostructures has been implemen-ted in various sectors in order to improve the production pro-cesses and increase productivity One of these is the methodof electrospinning having the characteristic of being simpleinexpensive and use a variety of materials that makes it oneof the most used The structures obtained have unique cha-racteristics including its large contact area and high porosityDue of these properties nano-1047297bers are of great interest tobe applied in different areas such as biomedical textile andfood getting bene1047297cial resultsKeywords electrospinning nano1047297bers biomedical textilefood

INTRODUCCIOacuteNLa creciente demanda de nuevas nanoestructuras endiversos sectores como la biotecnologiacutea telecomunicacio-nes informaacutetica (Moghe y Gupta 2008) aacutereas biomeacutedicassiacutentesis quiacutemica separacioacuten (Ohkawa et al 2009) agriculturae industria de alimentos (Morgalev et al 2010) ha impulsadoel intereacutes de cientiacute1047297cos e ingenieros para producir nanoes-tructuras que optimicen los procesos e incrementen la pro-duccioacuten (Moghe y Gupta 2008) Las nanoestructuras puedentomar diferentes morfologiacuteas por ejemplo nanotubos

nanoalambres nanovarillas esferas micelas y nano1047297bras(Moghe y Gupta 2008 Gutieacuterrez et al 2010) Para elaborarestas nanoestructuras ha surgido un meacutetodo sencillo y debajo costo conocido como electrohilado oacute electrospinning(Moghe y Gupta 2008)

La teacutecnica de electrohilado es una teacutecnica relativamen-

te nueva para elaborar 1047297bras ultra1047297nas (Schiffman y Schauer2008 Lee 2009 Mitchell y Davis 2011) Estas nano1047297bras sonde gran intereacutes debido a las propiedades uacutenicas que poseencomo la gran super1047297cie de contacto (Lee 2009 Ko et al 2010)y alta porosidad (Huang et al 2011) y se pueden elaborara partir de soluciones polimeacutericas de diversos materialesbiodegradables y no biodegradables incluyendo poliacutemeroscompositos y ceraacutemicas (Sill y von Recum 2008 Schiffman ySchauer 2008 Huang et al 2011) Inicialmente esta teacutecnicafue utilizada para preparar nano1047297bras polimeacutericas y ha sidoaplicada con eacutexito a maacutes de 100 tipos de poliacutemeros naturalesy sinteacuteticos (Xie y Xia 2008) El meacutetodo de electrohiladopermite obtener nano1047297bras con diaacutemetros que van desde

tamantildeos submicromeacutetricos a escalas nanomeacutetricas (Rodri-guez et al 2012 Amna et al 2013) Esta teacutecnica consiste deuna jeringa una bomba para jeringa una aguja unida a la jeringa llena con una solucioacuten polimeacuterica una placa colecto-ra conectada a tierra y una fuente de alto voltaje conectadaentre el capilar y el colector (Figura 1) (Moghe y Gupta 2008Sill y von Recum 2008 Cavaliere et al 2010) El alto voltajeaplicado a traveacutes de la aguja (alrededor de 20000 voltios)crea una inestabilidad termodinaacutemica en la super1047297cie de lasolucioacuten generando un electrospray conocido con el nombrede ldquocono de Taylorrdquo el cual se dirige hacia la placa colectoraen el trayecto el solvente se evapora y la 1047297bra polimeacuterica sedeposita en el colector (Son et al 2006 Moghe y Gupta 2008

Sill y von Recum 2008) Generalmente se utilizan solventesvolaacutetiles para solubilizar los poliacutemeros (Tabla 1)

Actualmente la teacutecnica de electrohilado ha sido inte-grada quiacutemicamente con sol-gel para generar compuestos ynano1047297bras inorgaacutenicas Se pueden procesar poliacutemeros comopolivinil pirrolidona polivinil alcohol y polioacutexido de etilenoa partir de soluciones que contienen un precursor sol-gelseguido de una eliminacioacuten selectiva de la fase orgaacutenica viacuteacalcinacioacuten en aire (Xie y Xia 2008)

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Robles-Garciacutea Aplicaciones Biomeacutedicas Textiles y Alimentarias de Nanoestructuras XVI (2) 44-52 (2014)

Volumen XVI Nuacutemero 1245

Figura 1 Esquema general de la disposicioacuten y procesos de electrohilado convencionalFigure 1 General schematic of the arrangement and processes of conventional elec-trospinning

Fuente Moghe y Gupta 2008

Tabla 1 Propiedades fiacutesicas de los solventes tiacutepicamente usados en electrohiladoTable 1 Physical properties of solvents typically used in electrospinning

Solvente Tipo desolvente

Temperatura deebullicioacuten (degC)

Constantedieleacutectrica

Momentodipolo

Hexano No polar 69 20 00

Tolueno No polar 111 24 036

Cloroformo No polar 61 48 10

Diclorometano Aproacutetico polar 40 91 16

Tetrahidrofurano Aproacutetico polar 66 75 18

Metil eacuteter cetona Aproacutetico polar 80 185 28

Dimetilformamida Aproacutetico polar 153 38 38

Acetonitrilo Aproacutetico polar 82 37 39

Aacutecido Foacutermico Proacutetico polar 101 58 14Etanol Proacutetico polar 79 30 169

Aacutecido aceacutetico Proacutetico polar 118 62 174

Agua Proacutetico polar 100 80 185

Se pueden realizar modi1047297caciones a la teacutecnica baacutesicade electrohilado con la 1047297nalidad de aumentar la calidad e in-crementar la funcionalidad de las nano1047297bras obtenidas Unade estas modi1047297caciones permite producir nanoestructurasdi-componentes (nuacutecleocoraza) utilizando electrohilado co-axial tambieacuten llamado ldquoelectrohilado de dos 1047298uidosrdquo En este

proceso de dos liacutequidos diferentes se suministran de maneraindependiente a traveacutes de un capilar coaxial estos 1047298uidos semezclan mediante la insercioacuten de la aguja pequentildea (solucioacutendel nuacutecleo) en el interior de otra maacutes grande (solucioacuten dela coraza para generar nano1047297bras con una con1047297guracioacutennuacutecleocoraza (Figura 2) Las partiacuteculas resultantes estaacuten ro-deadas una por la otra o encapsuladas en la matriz de la otra(Moghe y Gupta 2008) Las nano1047297bras elaboradas medianteesta teacutecnica tienen una variedad de estructuras secundariasque incluyen 1047297bras de nuacutecleo poroso y nanotubos con uno

oacute muacuteltiples canales (Xie y Xia 2008) Este proceso es similaral del electrohilado convencional y los mismos factoresin1047298uyen en la calidad de las nano1047297bras obtenidas medianteambos procesos (Moghe y Gupta 2008)

Entre los factores que pueden afectar el proceso deelectrohilado se encuentran la viscosidad de la solucioacuten la

cual depende del peso molecular del poliacutemero y la concen-tracioacuten de la solucioacuten La conductividad de la solucioacuten la hu-medad temperatura la distancia entre la punta de la agujay la placa colectora el tipo de colector utilizado (Frey 2008Moghe y Gupta 2008 Mitchell y Davis 2011 Castro-Enriacutequezet al 2012) el solvente que se usa el voltaje aplicado y lavelocidad de 1047298ujo de la solucioacuten (Castillo-Ortega et al 2009Castro-Enriacutequez et al 2012) Cuidando todos estos factoresse pueden obtener nano1047297bras con numerosas ventajasdonde las principales son 1) obencioacuten de diaacutemetros 1047297bro-

Fuente Mitchell y Davis 2011

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Robles-Garciacutea Biotecnia XVI (2) 44-52 (2014)

Volumen XVI Nuacutemero 246

sos en tamantildeos nanomeacutetricos 2) la estructura de la 1047297bra yel diaacutemetro pueden ser controlados con precisioacuten por laviscosidad la fuerza del campo eleacutectrico y la distancia desdela punta de la aguja hasta el colector 3) el aacuterea super1047297cialespeciacute1047297ca grande 4) el grado de orientacioacuten de los poliacutemerosproducidos por electrohilado es alto lo cual ayuda a aumen-tar la resistencia mecaacutenica (Su et al 2013) Por lo tanto lasnano1047297bras obtenidas a traveacutes de la teacutecnica de electrohiladopueden ser aplicadas en diferentes aacutereas entre ellas biomeacute-dicas textiles y alimentos

Aplicaciones de las nano1047297bras en el aacuterea biomeacutedica

Las nano1047297bras elaboradas mediante el meacutetodo deelectrohilado permiten su utilizacioacuten en el aacuterea biomeacutedica atraveacutes de la adicioacuten de nutrientes para tejidos en crecimientoaumentando con esto las ventajas de su utilizacioacuten en in-genieriacutea de tejidos (Mitchell y Davis 2011) Sin embargo eluso de las nano1047297bras en la ingenieriacutea de tejidos es necesarioconsiderar aspectos como la seleccioacuten del material (biode-gradable o no biodegradable pero lo maacutes importante esque el material sea biocompatible) orientacioacuten de las 1047297brasporosidad modi1047297cacioacuten de la super1047297cie y el tejido donde seaplicaraacute (Sill y von Recum 2008)

Para la nanoencapsulacioacuten de moleacuteculas bioactivascon aplicaciones meacutedicas se utilizan poliacutemeros biodegra-

dables y no toacutexicos (Tabla 2) Entre estos tipos de poliacutemerosencontramos al poli(etileno-co-vinil alcohol) que tiene lacaracteriacutestica de ser hidroacute1047297lo siendo ampliamente utilizadoen la industria farmaceacuteutica y dispositivos meacutedicos debidoa su biocompatibilidad no toxicidad buena estabilidad quiacute-mica y teacutermica (Amna et al 2013) Tambieacuten se han empleadonano1047297bras de gelatina en el desarrollo de una matriz arti1047297cialextracelular para realizar biosimulaciones en ingenieriacutea detejidos apoacutesitos de curaciones y liberacioacuten de faacutermacos (Koet al 2010) La seda producida por el gusano Bombyxmori ha

sido utilizada para elaborar nano1047297bras debido a la biocompa-tibilidad que presenta ademaacutes tiene excelentes propiedadesintriacutensecas tales como reacciones in1047298amatorias miacutenimas yformas controlables en forma de polvos peliacuteculas y 1047297bras(Huang et al 2011) Tambieacuten se han elaborado nano1047297brascon matrices extracelulares que contienen cultivos de ceacutelulasmadre Estas estructuras son utilizadas en el tratamiento delesiones de la meacutedula espinal (Amna et al 2013) Asiacute mismose han elaborado nano1047297bras de poliuretano que son aplica-das en diferentes tejidos incluyendo el vascular oacuteseo neuraly tendoacutenligamento (Sill y von Recum 2008)

Por otra parte es bien sabido que los radicales libres y

el estreacutes oxidativo estaacuten relacionados con el caacutencer enferme-dades cardiovasculares diabetes desordenes autoinmunes ydesoacuterdenes neuroloacutegicos (Hu et al 2013) por esta razoacuten paraatrapar los radicales libres se han elaborado nanopartiacuteculascon agentes antioxidantes y de esta manera capturarlosAsiacute mismo las nano1047297bras se han utilizado en el tratamientode diversas enfermedades por ejemplo se pueden usar enel tratamiento del caacutencer aplicaacutendolas en dos aacutereas 1) eldesarrollo de nanoconvectores tales como nanopartiacuteculasa las cuales se les pueden agregar faacutermacos o agentes deformacioacuten de imaacutegenes y entonces dirigirlas a los tumores y2) elaboracioacuten de nanosensores de alto rendimiento para ladeteccioacuten de huellas bioloacutegicas de caacutencer (Jones 2007)

Otra aplicacioacuten de las nano1047297bras en el aacuterea biomeacutedicaconsiste en la realizacioacuten de nanoestructuras que permitenconstruir bloques de ADN los cuales pueden ser de1047297nidos ycontrolados por ejemplo las nanopartiacuteculas de oro y platahan sido utilizadas para monitorear la hibridacioacuten del ADNen tiempo real Tomando en cuenta la versatilidad y poten-cial de organizacioacuten de los nanomateriales Tan et al (2011)predijeron que el ADN maacutes allaacute de sus funciones geneacuteticasdesempentildearaacute un papel fundamental en la con1047297guracioacuten delos dispositivos oacutepticos y electroacutenicos del mantildeana

Figura 2 Esquema general de la disposicioacuten y procesos de electrohilado co-axialFigure 2 General schematic of the arrangement and process of co-axial electrospinning

Fuente Su et al 2009

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Robles-Garciacutea Aplicaciones Biomeacutedicas Textiles y Alimentarias de Nanoestructuras XVI (2) 44-52 (2014)

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Tabla 2 Algunos poliacutemeros usados en electrohilado para liberacioacuten de faacutermacos y aplicaciones en ingenieriacutea de tejidosTable 2 Some polymers used in electrospinning for drug release and tissue engineering applications

Poliacutemero Solvente Diaacutemetro de la1047297bra

Con1047297guracioacuten delinyector

Aplicacioacuten (tipo de ceacutelu-lafaacutermaco)

Poly(ε-caprolactona) Cloroformo y metanolCloroformo y DMF

2-10 μm

~ 600 nm

Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos engeneral (ceacutelulas estomaca-les de meacutedula de rata

Colaacutegeno HFB 180 ndash 250 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos engeneral (Fibroblastos de laconjuntiva del conejo)

Gelatina 222-tri1047298uoroetanol 029 - 910 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos engeneral (no se utiliza)

Fibrinoacutegeno HFP y Medio esencial miacuteni-mo 10X

012 - 061 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos en ge-neral (1047297broblastos cardia-cos neonatales de rata)

Poli (etileno-co-vinil

alcohol)

2-propanol y agua 02 ndash 80 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos en

general (ceacutelulas muscula-res lisas aoacuterticas humanasy 1047297broblastos deacutermicoshumanos)

Poli (aacutecido glicoacutelico) yquitina

HFP 130 ndash 380 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos en ge-neral (1047297broblastos epideacuter-micos humanos normales

Poli (L-lactida-co-ε-caprolactona)

Acetona 200 ndash 800 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido vascu-lar (ceacutelulas musculares lisasde las arterias coronariashumanas)

Poli (carbonato depropileno) Cloroformo ~ 5 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido vascu-lar (ceacutelulas madre mesen-quimales de meacutedula oacuteseade rata)

Poli (L- aacutecido laacutectico) DMF y DCM ~ 313 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido neural(ceacutelulas madre neurales deratoacuten)

Quitina HFP 0163 - 877 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido dela piel (queratinocitoshumanos normales oralesqueratinocitos epideacutermi-cos humanos normales1047297broblastos gingivales

humanos normales)Poli (ε-caprolactona)(envoltura)b) Poli (etilenglicol)(nuacutecleo)

a) 222-tri1047298uoetanol

b) Agua

270 ndash 380 nm Coaxial DDS

Abreviaciones DDS Sistemas de liberacioacuten de faacutermacosDMF NN-Dimetilformamida DCM diclorometano HFP111333-Hexa1047298uoro-2-propanolFuente Sill y von Recum 2008

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Pero no uacutenicamente las nano1047297bras se han empleadoen la ingenieriacutea de tejidos Ohkawa et al (2009) elaboraronnano1047297bras de celulosa de algodoacuten incorporaacutendoles aacutecidoacetilsaliciacutelico o nicotina mediante la teacutecnica de electrohiladopara evaluar su liberacioacuten para una posible administracioacutenepideacutermica obteniendo porcentajes de liberacioacuten mayoresdel 60 Ademaacutes de estas sustancias tambieacuten se han utiliza-

do antibioacuteticos faacutermacos anticaacutencer agentes promotores delcrecimiento oacuteseo (Anghel et al 2012) proteiacutenas y ADN (Sill yvon Recum 2008)

Las nano1047297bras cargadas con faacutermacos dirigidas paraactuar en determinado sitio auacuten se encuentran en estudioya que pueden llegar a perder su efectividad como resultadode la formacioacuten de una proteiacutena de corona alrededor de ellas(Harrison 2013) Dicho autor tambieacuten sugiere que factoresadicionales como la viacutea de administracioacuten y la acumulacioacutenen los tejidos probablemente contribuyan a una absorcioacutenespeciacute1047297ca baja y tambieacuten recomienda realizar estudios In

vitro con soluciones bioloacutegicamente relevantes con propie-dades de direccionamiento Por lo tanto es muy importante

considerar el tamantildeo la forma las propiedades fiacutesicas ladensidad y la carga de las nano1047297bras ya que todas eacutestasafectan la manera en la que pueden viajar a traveacutes del cuerpoy si atraviesan o no las membranas bioloacutegicas (Jones 2007)

Aplicaciones de las nano1047297bras en el aacuterea textilLos textiles pueden proporcionar un sustrato adecua-

do para el crecimiento de microorganismos especialmentepor la humedad y temperatura apropiada al estar en contactocon el cuerpo humano Un crecimiento raacutepido y descontrola-do de microorganismos puede provocar la degradacioacuten delcolorante el deterioro de las 1047297bras olores indeseables y elaumento de un riesgo potencial para la salud Varios factores

como la temperatura y humedad adecuada polvo manchasde comida y bebida derramada el sudor secreciones de lasglaacutendulas de la piel y los materiales de acabado de la super-1047297cie de los textiles pueden ser cultivos de enriquecimientooacuteptimos para un raacutepido crecimiento de microorganismosPor esta razoacuten se han realizado numerosas investigacionespara la modi1047297cacioacuten antimicrobiana de los textiles (Gao yCranston 2008 Dastjerdi y Montazer 2010) La aplicacioacuten denano1047297bras inorgaacutenicas y sus nanocompuestos puede ser unabuena alternativa entre las cuales se encuentran materialesnanoestructurados de dioacutexido de titanio plata oro oacutexidode zinc cobre nanotubos de carboacuten arcilla galio asiacute comotambieacuten nanoestructuras inorgaacutenicas cargadas con vehiacutecu-

los orgaacutenicos como ciclodextrinas micro y nanocaacutepsulasdendriacutemeros de nanocompuestos y liposomas cargados(Dastjerdi y Montazer 2010)

Debido a lo anterior para satisfacer las necesidadesdel mercado de nuevos materiales se han aplicado nuevastecnologiacuteas entre eacutestas la aplicacioacuten de los nanomaterialesen la industria textil donde estos materiales son utilizadospor sus propiedades quiacutemicas y fiacutesicas para mejorar la calidadde los productos (Su et al 2013) Por ejemplo nano1047297bras dedioacutexido de titanio (TiO

2) pueden ser utilizadas en la industria

textil debido a que estas partiacuteculas poseen propiedadesuacutenicas que pueden ser aplicadas en auto limpieza agentesantibacterianos y agentes protectores de rayos ultravioleta(UV) (Dastjerdi y Montazer 2010) Asimismo se han usadonano1047297bras de oacutexido de Zinc (ZnO) como protectores de laradiacioacuten UV con la 1047297nalidad de crear textiles apropiados queproporcionen proteccioacuten a la exposicioacuten solar (Becheri et al

2008 Lee 2009) Tambieacuten se han elaborado nano1047297bras depoliamida 6 (PA6) con ZnO (Erem et al 2011) y polipropile-no con nanopartiacuteculas de ZnO con la 1047297nalidad de inhibir elcrecimiento bacteriano que ocurre sobre la super1047297cie de lostextiles (Erem et al 2013)

Ademaacutes se han producido nanopartiacuteculas de plata(AgNPs) las cuales tienen amplia actividad antibacterianaantifuacutengica y antiviral (Becheri et al 2008 Khoddami et al 2011 Tang et al 2013) Estas partiacuteculas son incorporadas alos textiles mediante inmersioacuten Las AgNPs se adhieren a lasmembranas celulares de las bacterias y tienen la capacidad dereaccionar con compuestos de azufre y foacutesforo Esto ocasionaque puedan reaccionar con las proteiacutenas de las membranas

bacterianas y en el interior de la ceacutelula o con compuestos quecontienen foacutesforo como el ADN Consecuentemente se de-tectan cambios morfoloacutegicos en la membrana de la bacteriay posibles dantildeos en el ADN causados por la reaccioacuten con lasAgNPs Esto induce efectos adversos en la cadena respirato-ria o en procesos de la divisioacuten celular provocando con ellola muerte celular Mediante la incorporacioacuten de las AgNPs enla industria textil se pueden elaborar textiles con actividadantibacteriana como en 1047297bras de algodoacuten las cuales puedenser usadas en la fabricacioacuten de batas quiruacutergicas vendasuniformes etc (Khoddami et al 2011) Lo anterior debidoa que las AgNPs han mostrado excelente actividad antimi-crobiana contra bacterias Gramndashpositivas Staphylococcus

aureus y Gram-negativas Klebsiella pneumoniae Escherichiacoli asiacute como actividad antifuacutengica frente a Candida albicans

(Khoddami et al 2011) Tambieacuten se han funcionalizado 1047297brasde lana y polipropileno con AgNPs presentando propiedadesantibacterianas contra S aureus y K pneumoniae (Radetić2013) Anghel et al (2012) elaboraron nanopartiacuteculas demagnetita para inhibir la formacioacuten de biopeliacuteculas de C

albicans en textiles obteniendo con ello mayor resistencia ala colonizacioacuten de este hongo

Otra aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en esta indus-tria ha sido mediante la elaboracioacuten de hilos de nano1047297brasa traveacutes de la teacutecnica de electrohilado (Figura 3) los cualesson incorporados a los tejidos con la 1047297nalidad de aumentar

su resistencia Ademaacutes se pueden aplicar a diversos mate-riales para formar materiales multifuncionales la cual se hautilizado en la elaboracioacuten de ropa de proteccioacuten (Sill y vonRecum 2008 Su et al 2013) Por otra parte se han elabo-rado nano1047297bras de poliuretano para ser incorporadas a lostejidos y de esta manera proteger la ropa de la penetracioacutende liacutequidos (Lee 2009) Ademaacutes se han elaborado nanopar-tiacuteculas de siacutelice incorporadas con un colorante termocroacutemicoaplicaacutendolas en la industria textil para producir diferentescolores detectar cambios ambientales y brindar una mayor

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proteccioacuten contra los rayos ultravioleta (Ribiero et al 2013)

Aplicaciones de las nano1047297bras en alimentosEn la industria alimentaria la aplicacioacuten de la nano-

tecnologiacutea tiene un amplio campo de accioacuten Puede serutilizada en la mejora de suplementos envases alimentariosaumento de la gama de texturas colorantes y saborizantesen el aumento de la e1047297ciencia de los 1047297ltros para productosen estado liacutequido etc (Cushen et al 2012) Por tal motivo el uso de nanopartiacuteculas en este sector cubre un gran nuacute-mero de aspectos entre ellos la seguridad alimentaria La

aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en los alimentos se enfocaprincipalmente en optimizar la utilizacioacuten de los sistemas dedispersioacuten la liberacioacuten de compuestos bioactivos a traveacutesde liposomas y micelas para de esta manera incrementarsu biodisponibilidad (Tabla 3) La elaboracioacuten de alimentosmediante el uso de teacutecnicas de nanoingenieriacutea como es elcaso de electrohilado permite proteger de la degradacioacutena nutrientes importantes antioxidantes y otras moleacuteculasbioactivas durante su elaboracioacuten y almacenamiento (Kayay Mallikarjunan 2012)

Varias vitaminas y sus precursores tales como loscarotenoides son compuestos insolubles en agua lo cual di-1047297culta su aplicacioacuten y su biodisponibilidad en el organismo

Por lo tanto al ser incorporados en nanopartiacuteculas puedenser dispersadas en sustancias polares para incrementarsu biodisponibilidad en el cuerpo humano A limonadas y jugos de frutas se les han incorporado estos aditivos con el1047297n de proporcionar un color atractivo (Shrivastava y Dash2012) Tambieacuten se han elaborado surfactantes hechosde poli(laacutectico-co-glicoacutelico) a los cuales se les incorporoacuteα-tocoferol (vitamina E) y aacutecido ascoacuterbico (vitamina C) paraevaluar la actividad antioxidante (DPPH) mostrando buenaactividad (Astete et al 2011) Otro ejemplo de esto es la en-

Figura 3 Esquema general de la disposicioacuten de electrohilado utilizando un colector rotatorio

Figure 3 General scheme of the arrangement of electrospinning using a rotating collector

Fuente Sill y von Recum 2008

Tabla 3 Nanotecnologiacutea en la industria alimentaria y a1047297nesTable 3 Nanotechnology in the food and related industries

Producto Aplicacioacuten

Bebidas funcionales Aguas saborizadas y lecheforti1047297cada con vitaminas yminerales y otros ingredien-tes funcionales mediante laaplicacioacuten de nanoemulsionespara la incorporacioacuten y libera-cioacuten controlada de sustancias

bioactivasAlimentos y bebidaspersonalizadas

Nanoemulsiones que liberandiferentes sabores mediante laactivacioacuten con calor frecuenciaultrasoacutenica pH

Filtros inteligentes Nano1047297bras selectivas quepueden distinguir moleacuteculas enbase a su forma y tamantildeo

Sensores inteligentes Empaquetamiento con nano-sensores que indican cuando elproducto no es seguro para suconsumo

capsulacioacuten del epigalocatequina-3-galato (una importantecatequina presente en el teacute verde) en nanopartiacuteculas mono-dispersas utilizando caseinofosfopeptido y quitosano con la1047297nalidad de incorporarlas en nanocaacutepsulas a los alimentos yde esta manera ejercer su efecto antioxidante (Hu et al 2013)Una aplicacioacuten maacutes del uso de sustancias antioxidantes a tra-veacutes de la nanoencapsulacioacuten es la incorporacioacuten de extractosde Elsholtizia splendes en la elaboracioacuten de alimentos funcio-

Fuente Sanguansri y Augustin 2006

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nales el uso de estas nancaacutepsulas aumenta la solubilidad delos antioxidantes incrementando sus aplicaciones en estesector (Lee et al 2010)

Actualmente las nano1047297bras tambieacuten se han utilizadoen los recubrimientos y peliacuteculas comestibles en una ampliavariedad de alimentos entre los que encontramos frutasverduras carnes chocolates dulces productos de panaderiacutea

y papas fritas (Mohammed et al 2009) Se han producidopeliacuteculas comestibles de hidroxipropil metilcelulosa reforza-das con nanopartiacuteculas de celulosa microcristalina para seraplicadas a los alimentos con la 1047297nalidad que actuacuteen comobarreras de humedad de liacutepidos y gases y para prevenir lamigracioacuten de los componentes del aroma (Bilbao-Saacuteinz et al 2010) Se han elaborado peliacuteculas que contienen AgNPs in-corporadas en una matriz de alginato de sodio para recubrirfrutas y verduras logrando con esto una mayor conservacioacuten(Mohammed et al 2009)

Otra aplicacioacuten es la elaboracioacuten de materiales deenvase que contienen nanopartiacuteculas con agentes conserva-dores los cuales son liberados cuando los alimentos inician

su deterioro permitiendo con esto un suministro controladode nutrientes y de otros componentes de los alimentos au-mento de la biodisponibilidad de los compuestos bioactivosy alimentos funcionales ricos en nutrientes (Granda et al 2009 Shrivastava y Dash 2012) Asiacute mismo se han desarro-llado nanosensores que permiten detectar microorganismospatoacutegenos y micotoxinas presentes en los alimentos encualquier etapa de la produccioacuten o incluso en los puntos deventa cuya 1047297nalidad es garantizar la inocuidad alimentariaActualmente existen nanosensores para la determinacioacuten deE coli Salmonella infantis y Vibrio parahaemolyticus (Grandaet al 2009 Shrivastava y Dash 2012)

La teacutecnica de electrohilado tambieacuten ha sido aplicada

en la elaboracioacuten de nanocompuestos preparados con poli-vinil alcohol para encapsular Lactobacillus gasseri con el obje-tivo de preparar nanocaacutepsulas que protejan las propiedadesfuncionales de este probioacutetico Al lograr la sobrevivencia delprobioacutetico se logran tambieacuten bene1047297cios en el organismocomo el alivio de la hipercolestoleremia hipertensioacuten siacutento-mas posmenopaacuteusicos y anticarcinogeacutenesis Por otra partelos probioacuteticos tienen esplendidas e1047297cacias terapeacuteuticascontra diversos trastornos intestinales como la diarrea laintolerancia a la lactosa y enfermedades in1047298amatorias delintestino (Amna et al 2013)

La encapsulacioacuten de los nutrientes en nanoesferasaumenta la actividad bioloacutegica de suplementos dieteacuteticos

(Granda et al 2009) Las micelas pueden atrapar moleacuteculasnanopolares que comuacutenmente son insolubles incremen-tando la solubilidad y biodisponibilidad de compuestosbioactivos incluyendo liacutepidos antioxidantes saborizantesy vitaminas (Kaya y Mallikarjunan 2012) Otra aplicacioacuten delas nanoestructuras en la industria alimentaria es el uso enlos procesos de gelatinizacioacuten modi1047297cando con ello el valornutricional de los alimentos Tambieacuten se pueden utilizar enlas interfaces formadas por aceite-agua o aire-agua de lascuales depende la estabilidad de las espumas y emulsiones

alimentarias (ANFACO-CECOPESCA 2009) que son usadas enproductos como mayonesas y helados (Cushen et al 2012)

Por otro lado Ahmadi (2009) incorporoacute diferentesniveles de nanopartiacuteculas de plata en alimentos de pollosDicho autor reportoacute un incremento en peso de los pollosestudiados En el cultivo de plantas comestibles las nano-partiacuteculas tambieacuten han sido aplicadas en la germinacioacuten

de semillas con la 1047297nalidad de incrementar su produccioacutena traveacutes de la biotransformacioacuten de nanotubos de carbonoy nanopartiacuteculas de oacutexido de zinc y otros metales (Tabla 4)(Rico et al 2011)

Tabla 4 Nanopartiacuteculas utilizadas en cultivos de plantas co-mestiblesTable 4 Nanoparticles used in food crops

Nanopartiacutecula Planta

Aluminio Lechuga maiacutez pepinoraacutebano

Plata Lino pepino lechuga

Oacutexido de titanio (TiO2) EspinacasOacutexido de Cerio Maiacutez alfalfa

Oacutexido de zincOro

SoyaPepino lechuga

Silicio Calabaciacuten

Nanotubos de carboacuten depared muacuteltiple

Tomate

Fuente Rico et al 2011

A pesar de las grandes aplicaciones de las nanopar-tiacuteculas en los alimentos ha sido muy lenta su incorporacioacutenen este sector probablemente estaacute relacionada con la

legislacioacuten del etiquetado de los productos alimenticios ysu impacto en la salud del consumidor Entre las principalesbarreras que presenta la incorporacioacuten de las nanopartiacutecu-las en la industria alimentaria es la percepcioacuten adversa delconsumidor infraestructura costosa para la produccioacuten ybaja inversioacuten industrial asimismo las patentes producidaspueden ser obstaacuteculo para la comercializacioacuten de productoselaborados con nanomateriales (Lee et al 2013) Ademaacutes esdifiacutecil identi1047297car los alimentos existentes que las contienenLos fabricantes han comprendido que la incertidumbre quehay en torno a estas partiacuteculas puede asustar a los consumi-dores Sin embargo la aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en laalimentacioacuten podriacutea permitir que disfrutemos de alimentos

maacutes saludables maacutes resistentes y de mayor durabilidad porlo que en la actualidad se encuentran en desarrollo variasinvestigaciones en torno a la aplicacioacuten de las nano1047297bras eneste sector

CONCLUSIONESEl electrohilado es una teacutecnica sencilla y econoacutemica

que permite utilizar diferentes materiales para elaborarnano1047297bras con propiedades y caracteriacutesticas uacutenicas lo que

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Volumen XVI Nuacutemero 1251

permite ser aplicadas en las aacutereas biomeacutedicas textil y dealimentos El uso de las nano1047297bras en estos sectores traeconsigo numerosas ventajas (mejora en los suplementosalimenticios inocuidad alimentaria liberacioacuten controlada decompuestos bioactivos y faacutermacos actividad antimicrobianaproteccioacuten contra los rayos ultravioleta entre otras maacutes) lascuales se convierten en bene1047297cios para el consumidor de los

productos que las contienen Pero tambieacuten es cierto que faltamucho por hacer en cuestioacuten de normatividad y reglamen-tacioacuten en productos que contienen estas nano1047297bras y susaplicaciones

PERSPECTIVASAuacuten no se tiene una normatividad que regule el uso

y aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas (nano1047297bras) en las aacutereasbiomeacutedicas textiles y alimentaria por lo que seriacutea de granintereacutes poder implementar dicha normatividad y homo-genizarla internacionalmente Por otra parte para futurasinvestigaciones resulta interesante determinar los efectostoxicoloacutegicos que las nano1047297bras podriacutean tener hacia el usua-

rio 1047297nal asegurando asiacute las aplicaciones que tendriacutean y conello realizar una difusioacuten mayor acerca de los bene1047297cios deluso de las nanopartiacuteculas para lograr una aceptacioacuten de lapoblacioacuten

AGRADECIMIENTOSA Conacyt por el apoyo al becario del Doctorado en

Ciencias M en C Miguel Angel Robles Garciacutea con nuacutemero deCVU 311260 y por el apoyo otorgado para estancia cortanacional con nuacutemero 234272

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Volumen XVI Nuacutemero 1245

Figura 1 Esquema general de la disposicioacuten y procesos de electrohilado convencionalFigure 1 General schematic of the arrangement and processes of conventional elec-trospinning

Fuente Moghe y Gupta 2008

Tabla 1 Propiedades fiacutesicas de los solventes tiacutepicamente usados en electrohiladoTable 1 Physical properties of solvents typically used in electrospinning

Solvente Tipo desolvente

Temperatura deebullicioacuten (degC)

Constantedieleacutectrica

Momentodipolo

Hexano No polar 69 20 00

Tolueno No polar 111 24 036

Cloroformo No polar 61 48 10

Diclorometano Aproacutetico polar 40 91 16

Tetrahidrofurano Aproacutetico polar 66 75 18

Metil eacuteter cetona Aproacutetico polar 80 185 28

Dimetilformamida Aproacutetico polar 153 38 38

Acetonitrilo Aproacutetico polar 82 37 39

Aacutecido Foacutermico Proacutetico polar 101 58 14Etanol Proacutetico polar 79 30 169

Aacutecido aceacutetico Proacutetico polar 118 62 174

Agua Proacutetico polar 100 80 185

Se pueden realizar modi1047297caciones a la teacutecnica baacutesicade electrohilado con la 1047297nalidad de aumentar la calidad e in-crementar la funcionalidad de las nano1047297bras obtenidas Unade estas modi1047297caciones permite producir nanoestructurasdi-componentes (nuacutecleocoraza) utilizando electrohilado co-axial tambieacuten llamado ldquoelectrohilado de dos 1047298uidosrdquo En este

proceso de dos liacutequidos diferentes se suministran de maneraindependiente a traveacutes de un capilar coaxial estos 1047298uidos semezclan mediante la insercioacuten de la aguja pequentildea (solucioacutendel nuacutecleo) en el interior de otra maacutes grande (solucioacuten dela coraza para generar nano1047297bras con una con1047297guracioacutennuacutecleocoraza (Figura 2) Las partiacuteculas resultantes estaacuten ro-deadas una por la otra o encapsuladas en la matriz de la otra(Moghe y Gupta 2008) Las nano1047297bras elaboradas medianteesta teacutecnica tienen una variedad de estructuras secundariasque incluyen 1047297bras de nuacutecleo poroso y nanotubos con uno

oacute muacuteltiples canales (Xie y Xia 2008) Este proceso es similaral del electrohilado convencional y los mismos factoresin1047298uyen en la calidad de las nano1047297bras obtenidas medianteambos procesos (Moghe y Gupta 2008)

Entre los factores que pueden afectar el proceso deelectrohilado se encuentran la viscosidad de la solucioacuten la

cual depende del peso molecular del poliacutemero y la concen-tracioacuten de la solucioacuten La conductividad de la solucioacuten la hu-medad temperatura la distancia entre la punta de la agujay la placa colectora el tipo de colector utilizado (Frey 2008Moghe y Gupta 2008 Mitchell y Davis 2011 Castro-Enriacutequezet al 2012) el solvente que se usa el voltaje aplicado y lavelocidad de 1047298ujo de la solucioacuten (Castillo-Ortega et al 2009Castro-Enriacutequez et al 2012) Cuidando todos estos factoresse pueden obtener nano1047297bras con numerosas ventajasdonde las principales son 1) obencioacuten de diaacutemetros 1047297bro-

Fuente Mitchell y Davis 2011

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sos en tamantildeos nanomeacutetricos 2) la estructura de la 1047297bra yel diaacutemetro pueden ser controlados con precisioacuten por laviscosidad la fuerza del campo eleacutectrico y la distancia desdela punta de la aguja hasta el colector 3) el aacuterea super1047297cialespeciacute1047297ca grande 4) el grado de orientacioacuten de los poliacutemerosproducidos por electrohilado es alto lo cual ayuda a aumen-tar la resistencia mecaacutenica (Su et al 2013) Por lo tanto lasnano1047297bras obtenidas a traveacutes de la teacutecnica de electrohiladopueden ser aplicadas en diferentes aacutereas entre ellas biomeacute-dicas textiles y alimentos

Aplicaciones de las nano1047297bras en el aacuterea biomeacutedica

Las nano1047297bras elaboradas mediante el meacutetodo deelectrohilado permiten su utilizacioacuten en el aacuterea biomeacutedica atraveacutes de la adicioacuten de nutrientes para tejidos en crecimientoaumentando con esto las ventajas de su utilizacioacuten en in-genieriacutea de tejidos (Mitchell y Davis 2011) Sin embargo eluso de las nano1047297bras en la ingenieriacutea de tejidos es necesarioconsiderar aspectos como la seleccioacuten del material (biode-gradable o no biodegradable pero lo maacutes importante esque el material sea biocompatible) orientacioacuten de las 1047297brasporosidad modi1047297cacioacuten de la super1047297cie y el tejido donde seaplicaraacute (Sill y von Recum 2008)

Para la nanoencapsulacioacuten de moleacuteculas bioactivascon aplicaciones meacutedicas se utilizan poliacutemeros biodegra-

dables y no toacutexicos (Tabla 2) Entre estos tipos de poliacutemerosencontramos al poli(etileno-co-vinil alcohol) que tiene lacaracteriacutestica de ser hidroacute1047297lo siendo ampliamente utilizadoen la industria farmaceacuteutica y dispositivos meacutedicos debidoa su biocompatibilidad no toxicidad buena estabilidad quiacute-mica y teacutermica (Amna et al 2013) Tambieacuten se han empleadonano1047297bras de gelatina en el desarrollo de una matriz arti1047297cialextracelular para realizar biosimulaciones en ingenieriacutea detejidos apoacutesitos de curaciones y liberacioacuten de faacutermacos (Koet al 2010) La seda producida por el gusano Bombyxmori ha

sido utilizada para elaborar nano1047297bras debido a la biocompa-tibilidad que presenta ademaacutes tiene excelentes propiedadesintriacutensecas tales como reacciones in1047298amatorias miacutenimas yformas controlables en forma de polvos peliacuteculas y 1047297bras(Huang et al 2011) Tambieacuten se han elaborado nano1047297brascon matrices extracelulares que contienen cultivos de ceacutelulasmadre Estas estructuras son utilizadas en el tratamiento delesiones de la meacutedula espinal (Amna et al 2013) Asiacute mismose han elaborado nano1047297bras de poliuretano que son aplica-das en diferentes tejidos incluyendo el vascular oacuteseo neuraly tendoacutenligamento (Sill y von Recum 2008)

Por otra parte es bien sabido que los radicales libres y

el estreacutes oxidativo estaacuten relacionados con el caacutencer enferme-dades cardiovasculares diabetes desordenes autoinmunes ydesoacuterdenes neuroloacutegicos (Hu et al 2013) por esta razoacuten paraatrapar los radicales libres se han elaborado nanopartiacuteculascon agentes antioxidantes y de esta manera capturarlosAsiacute mismo las nano1047297bras se han utilizado en el tratamientode diversas enfermedades por ejemplo se pueden usar enel tratamiento del caacutencer aplicaacutendolas en dos aacutereas 1) eldesarrollo de nanoconvectores tales como nanopartiacuteculasa las cuales se les pueden agregar faacutermacos o agentes deformacioacuten de imaacutegenes y entonces dirigirlas a los tumores y2) elaboracioacuten de nanosensores de alto rendimiento para ladeteccioacuten de huellas bioloacutegicas de caacutencer (Jones 2007)

Otra aplicacioacuten de las nano1047297bras en el aacuterea biomeacutedicaconsiste en la realizacioacuten de nanoestructuras que permitenconstruir bloques de ADN los cuales pueden ser de1047297nidos ycontrolados por ejemplo las nanopartiacuteculas de oro y platahan sido utilizadas para monitorear la hibridacioacuten del ADNen tiempo real Tomando en cuenta la versatilidad y poten-cial de organizacioacuten de los nanomateriales Tan et al (2011)predijeron que el ADN maacutes allaacute de sus funciones geneacuteticasdesempentildearaacute un papel fundamental en la con1047297guracioacuten delos dispositivos oacutepticos y electroacutenicos del mantildeana

Figura 2 Esquema general de la disposicioacuten y procesos de electrohilado co-axialFigure 2 General schematic of the arrangement and process of co-axial electrospinning

Fuente Su et al 2009

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Tabla 2 Algunos poliacutemeros usados en electrohilado para liberacioacuten de faacutermacos y aplicaciones en ingenieriacutea de tejidosTable 2 Some polymers used in electrospinning for drug release and tissue engineering applications

Poliacutemero Solvente Diaacutemetro de la1047297bra

Con1047297guracioacuten delinyector

Aplicacioacuten (tipo de ceacutelu-lafaacutermaco)

Poly(ε-caprolactona) Cloroformo y metanolCloroformo y DMF

2-10 μm

~ 600 nm

Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos engeneral (ceacutelulas estomaca-les de meacutedula de rata

Colaacutegeno HFB 180 ndash 250 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos engeneral (Fibroblastos de laconjuntiva del conejo)

Gelatina 222-tri1047298uoroetanol 029 - 910 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos engeneral (no se utiliza)

Fibrinoacutegeno HFP y Medio esencial miacuteni-mo 10X

012 - 061 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos en ge-neral (1047297broblastos cardia-cos neonatales de rata)

Poli (etileno-co-vinil

alcohol)

2-propanol y agua 02 ndash 80 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos en

general (ceacutelulas muscula-res lisas aoacuterticas humanasy 1047297broblastos deacutermicoshumanos)

Poli (aacutecido glicoacutelico) yquitina

HFP 130 ndash 380 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos en ge-neral (1047297broblastos epideacuter-micos humanos normales

Poli (L-lactida-co-ε-caprolactona)

Acetona 200 ndash 800 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido vascu-lar (ceacutelulas musculares lisasde las arterias coronariashumanas)

Poli (carbonato depropileno) Cloroformo ~ 5 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido vascu-lar (ceacutelulas madre mesen-quimales de meacutedula oacuteseade rata)

Poli (L- aacutecido laacutectico) DMF y DCM ~ 313 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido neural(ceacutelulas madre neurales deratoacuten)

Quitina HFP 0163 - 877 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido dela piel (queratinocitoshumanos normales oralesqueratinocitos epideacutermi-cos humanos normales1047297broblastos gingivales

humanos normales)Poli (ε-caprolactona)(envoltura)b) Poli (etilenglicol)(nuacutecleo)

a) 222-tri1047298uoetanol

b) Agua

270 ndash 380 nm Coaxial DDS

Abreviaciones DDS Sistemas de liberacioacuten de faacutermacosDMF NN-Dimetilformamida DCM diclorometano HFP111333-Hexa1047298uoro-2-propanolFuente Sill y von Recum 2008

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Pero no uacutenicamente las nano1047297bras se han empleadoen la ingenieriacutea de tejidos Ohkawa et al (2009) elaboraronnano1047297bras de celulosa de algodoacuten incorporaacutendoles aacutecidoacetilsaliciacutelico o nicotina mediante la teacutecnica de electrohiladopara evaluar su liberacioacuten para una posible administracioacutenepideacutermica obteniendo porcentajes de liberacioacuten mayoresdel 60 Ademaacutes de estas sustancias tambieacuten se han utiliza-

do antibioacuteticos faacutermacos anticaacutencer agentes promotores delcrecimiento oacuteseo (Anghel et al 2012) proteiacutenas y ADN (Sill yvon Recum 2008)

Las nano1047297bras cargadas con faacutermacos dirigidas paraactuar en determinado sitio auacuten se encuentran en estudioya que pueden llegar a perder su efectividad como resultadode la formacioacuten de una proteiacutena de corona alrededor de ellas(Harrison 2013) Dicho autor tambieacuten sugiere que factoresadicionales como la viacutea de administracioacuten y la acumulacioacutenen los tejidos probablemente contribuyan a una absorcioacutenespeciacute1047297ca baja y tambieacuten recomienda realizar estudios In

vitro con soluciones bioloacutegicamente relevantes con propie-dades de direccionamiento Por lo tanto es muy importante

considerar el tamantildeo la forma las propiedades fiacutesicas ladensidad y la carga de las nano1047297bras ya que todas eacutestasafectan la manera en la que pueden viajar a traveacutes del cuerpoy si atraviesan o no las membranas bioloacutegicas (Jones 2007)

Aplicaciones de las nano1047297bras en el aacuterea textilLos textiles pueden proporcionar un sustrato adecua-

do para el crecimiento de microorganismos especialmentepor la humedad y temperatura apropiada al estar en contactocon el cuerpo humano Un crecimiento raacutepido y descontrola-do de microorganismos puede provocar la degradacioacuten delcolorante el deterioro de las 1047297bras olores indeseables y elaumento de un riesgo potencial para la salud Varios factores

como la temperatura y humedad adecuada polvo manchasde comida y bebida derramada el sudor secreciones de lasglaacutendulas de la piel y los materiales de acabado de la super-1047297cie de los textiles pueden ser cultivos de enriquecimientooacuteptimos para un raacutepido crecimiento de microorganismosPor esta razoacuten se han realizado numerosas investigacionespara la modi1047297cacioacuten antimicrobiana de los textiles (Gao yCranston 2008 Dastjerdi y Montazer 2010) La aplicacioacuten denano1047297bras inorgaacutenicas y sus nanocompuestos puede ser unabuena alternativa entre las cuales se encuentran materialesnanoestructurados de dioacutexido de titanio plata oro oacutexidode zinc cobre nanotubos de carboacuten arcilla galio asiacute comotambieacuten nanoestructuras inorgaacutenicas cargadas con vehiacutecu-

los orgaacutenicos como ciclodextrinas micro y nanocaacutepsulasdendriacutemeros de nanocompuestos y liposomas cargados(Dastjerdi y Montazer 2010)

Debido a lo anterior para satisfacer las necesidadesdel mercado de nuevos materiales se han aplicado nuevastecnologiacuteas entre eacutestas la aplicacioacuten de los nanomaterialesen la industria textil donde estos materiales son utilizadospor sus propiedades quiacutemicas y fiacutesicas para mejorar la calidadde los productos (Su et al 2013) Por ejemplo nano1047297bras dedioacutexido de titanio (TiO

2) pueden ser utilizadas en la industria

textil debido a que estas partiacuteculas poseen propiedadesuacutenicas que pueden ser aplicadas en auto limpieza agentesantibacterianos y agentes protectores de rayos ultravioleta(UV) (Dastjerdi y Montazer 2010) Asimismo se han usadonano1047297bras de oacutexido de Zinc (ZnO) como protectores de laradiacioacuten UV con la 1047297nalidad de crear textiles apropiados queproporcionen proteccioacuten a la exposicioacuten solar (Becheri et al

2008 Lee 2009) Tambieacuten se han elaborado nano1047297bras depoliamida 6 (PA6) con ZnO (Erem et al 2011) y polipropile-no con nanopartiacuteculas de ZnO con la 1047297nalidad de inhibir elcrecimiento bacteriano que ocurre sobre la super1047297cie de lostextiles (Erem et al 2013)

Ademaacutes se han producido nanopartiacuteculas de plata(AgNPs) las cuales tienen amplia actividad antibacterianaantifuacutengica y antiviral (Becheri et al 2008 Khoddami et al 2011 Tang et al 2013) Estas partiacuteculas son incorporadas alos textiles mediante inmersioacuten Las AgNPs se adhieren a lasmembranas celulares de las bacterias y tienen la capacidad dereaccionar con compuestos de azufre y foacutesforo Esto ocasionaque puedan reaccionar con las proteiacutenas de las membranas

bacterianas y en el interior de la ceacutelula o con compuestos quecontienen foacutesforo como el ADN Consecuentemente se de-tectan cambios morfoloacutegicos en la membrana de la bacteriay posibles dantildeos en el ADN causados por la reaccioacuten con lasAgNPs Esto induce efectos adversos en la cadena respirato-ria o en procesos de la divisioacuten celular provocando con ellola muerte celular Mediante la incorporacioacuten de las AgNPs enla industria textil se pueden elaborar textiles con actividadantibacteriana como en 1047297bras de algodoacuten las cuales puedenser usadas en la fabricacioacuten de batas quiruacutergicas vendasuniformes etc (Khoddami et al 2011) Lo anterior debidoa que las AgNPs han mostrado excelente actividad antimi-crobiana contra bacterias Gramndashpositivas Staphylococcus

aureus y Gram-negativas Klebsiella pneumoniae Escherichiacoli asiacute como actividad antifuacutengica frente a Candida albicans

(Khoddami et al 2011) Tambieacuten se han funcionalizado 1047297brasde lana y polipropileno con AgNPs presentando propiedadesantibacterianas contra S aureus y K pneumoniae (Radetić2013) Anghel et al (2012) elaboraron nanopartiacuteculas demagnetita para inhibir la formacioacuten de biopeliacuteculas de C

albicans en textiles obteniendo con ello mayor resistencia ala colonizacioacuten de este hongo

Otra aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en esta indus-tria ha sido mediante la elaboracioacuten de hilos de nano1047297brasa traveacutes de la teacutecnica de electrohilado (Figura 3) los cualesson incorporados a los tejidos con la 1047297nalidad de aumentar

su resistencia Ademaacutes se pueden aplicar a diversos mate-riales para formar materiales multifuncionales la cual se hautilizado en la elaboracioacuten de ropa de proteccioacuten (Sill y vonRecum 2008 Su et al 2013) Por otra parte se han elabo-rado nano1047297bras de poliuretano para ser incorporadas a lostejidos y de esta manera proteger la ropa de la penetracioacutende liacutequidos (Lee 2009) Ademaacutes se han elaborado nanopar-tiacuteculas de siacutelice incorporadas con un colorante termocroacutemicoaplicaacutendolas en la industria textil para producir diferentescolores detectar cambios ambientales y brindar una mayor

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proteccioacuten contra los rayos ultravioleta (Ribiero et al 2013)

Aplicaciones de las nano1047297bras en alimentosEn la industria alimentaria la aplicacioacuten de la nano-

tecnologiacutea tiene un amplio campo de accioacuten Puede serutilizada en la mejora de suplementos envases alimentariosaumento de la gama de texturas colorantes y saborizantesen el aumento de la e1047297ciencia de los 1047297ltros para productosen estado liacutequido etc (Cushen et al 2012) Por tal motivo el uso de nanopartiacuteculas en este sector cubre un gran nuacute-mero de aspectos entre ellos la seguridad alimentaria La

aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en los alimentos se enfocaprincipalmente en optimizar la utilizacioacuten de los sistemas dedispersioacuten la liberacioacuten de compuestos bioactivos a traveacutesde liposomas y micelas para de esta manera incrementarsu biodisponibilidad (Tabla 3) La elaboracioacuten de alimentosmediante el uso de teacutecnicas de nanoingenieriacutea como es elcaso de electrohilado permite proteger de la degradacioacutena nutrientes importantes antioxidantes y otras moleacuteculasbioactivas durante su elaboracioacuten y almacenamiento (Kayay Mallikarjunan 2012)

Varias vitaminas y sus precursores tales como loscarotenoides son compuestos insolubles en agua lo cual di-1047297culta su aplicacioacuten y su biodisponibilidad en el organismo

Por lo tanto al ser incorporados en nanopartiacuteculas puedenser dispersadas en sustancias polares para incrementarsu biodisponibilidad en el cuerpo humano A limonadas y jugos de frutas se les han incorporado estos aditivos con el1047297n de proporcionar un color atractivo (Shrivastava y Dash2012) Tambieacuten se han elaborado surfactantes hechosde poli(laacutectico-co-glicoacutelico) a los cuales se les incorporoacuteα-tocoferol (vitamina E) y aacutecido ascoacuterbico (vitamina C) paraevaluar la actividad antioxidante (DPPH) mostrando buenaactividad (Astete et al 2011) Otro ejemplo de esto es la en-

Figura 3 Esquema general de la disposicioacuten de electrohilado utilizando un colector rotatorio

Figure 3 General scheme of the arrangement of electrospinning using a rotating collector

Fuente Sill y von Recum 2008

Tabla 3 Nanotecnologiacutea en la industria alimentaria y a1047297nesTable 3 Nanotechnology in the food and related industries

Producto Aplicacioacuten

Bebidas funcionales Aguas saborizadas y lecheforti1047297cada con vitaminas yminerales y otros ingredien-tes funcionales mediante laaplicacioacuten de nanoemulsionespara la incorporacioacuten y libera-cioacuten controlada de sustancias

bioactivasAlimentos y bebidaspersonalizadas

Nanoemulsiones que liberandiferentes sabores mediante laactivacioacuten con calor frecuenciaultrasoacutenica pH

Filtros inteligentes Nano1047297bras selectivas quepueden distinguir moleacuteculas enbase a su forma y tamantildeo

Sensores inteligentes Empaquetamiento con nano-sensores que indican cuando elproducto no es seguro para suconsumo

capsulacioacuten del epigalocatequina-3-galato (una importantecatequina presente en el teacute verde) en nanopartiacuteculas mono-dispersas utilizando caseinofosfopeptido y quitosano con la1047297nalidad de incorporarlas en nanocaacutepsulas a los alimentos yde esta manera ejercer su efecto antioxidante (Hu et al 2013)Una aplicacioacuten maacutes del uso de sustancias antioxidantes a tra-veacutes de la nanoencapsulacioacuten es la incorporacioacuten de extractosde Elsholtizia splendes en la elaboracioacuten de alimentos funcio-

Fuente Sanguansri y Augustin 2006

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nales el uso de estas nancaacutepsulas aumenta la solubilidad delos antioxidantes incrementando sus aplicaciones en estesector (Lee et al 2010)

Actualmente las nano1047297bras tambieacuten se han utilizadoen los recubrimientos y peliacuteculas comestibles en una ampliavariedad de alimentos entre los que encontramos frutasverduras carnes chocolates dulces productos de panaderiacutea

y papas fritas (Mohammed et al 2009) Se han producidopeliacuteculas comestibles de hidroxipropil metilcelulosa reforza-das con nanopartiacuteculas de celulosa microcristalina para seraplicadas a los alimentos con la 1047297nalidad que actuacuteen comobarreras de humedad de liacutepidos y gases y para prevenir lamigracioacuten de los componentes del aroma (Bilbao-Saacuteinz et al 2010) Se han elaborado peliacuteculas que contienen AgNPs in-corporadas en una matriz de alginato de sodio para recubrirfrutas y verduras logrando con esto una mayor conservacioacuten(Mohammed et al 2009)

Otra aplicacioacuten es la elaboracioacuten de materiales deenvase que contienen nanopartiacuteculas con agentes conserva-dores los cuales son liberados cuando los alimentos inician

su deterioro permitiendo con esto un suministro controladode nutrientes y de otros componentes de los alimentos au-mento de la biodisponibilidad de los compuestos bioactivosy alimentos funcionales ricos en nutrientes (Granda et al 2009 Shrivastava y Dash 2012) Asiacute mismo se han desarro-llado nanosensores que permiten detectar microorganismospatoacutegenos y micotoxinas presentes en los alimentos encualquier etapa de la produccioacuten o incluso en los puntos deventa cuya 1047297nalidad es garantizar la inocuidad alimentariaActualmente existen nanosensores para la determinacioacuten deE coli Salmonella infantis y Vibrio parahaemolyticus (Grandaet al 2009 Shrivastava y Dash 2012)

La teacutecnica de electrohilado tambieacuten ha sido aplicada

en la elaboracioacuten de nanocompuestos preparados con poli-vinil alcohol para encapsular Lactobacillus gasseri con el obje-tivo de preparar nanocaacutepsulas que protejan las propiedadesfuncionales de este probioacutetico Al lograr la sobrevivencia delprobioacutetico se logran tambieacuten bene1047297cios en el organismocomo el alivio de la hipercolestoleremia hipertensioacuten siacutento-mas posmenopaacuteusicos y anticarcinogeacutenesis Por otra partelos probioacuteticos tienen esplendidas e1047297cacias terapeacuteuticascontra diversos trastornos intestinales como la diarrea laintolerancia a la lactosa y enfermedades in1047298amatorias delintestino (Amna et al 2013)

La encapsulacioacuten de los nutrientes en nanoesferasaumenta la actividad bioloacutegica de suplementos dieteacuteticos

(Granda et al 2009) Las micelas pueden atrapar moleacuteculasnanopolares que comuacutenmente son insolubles incremen-tando la solubilidad y biodisponibilidad de compuestosbioactivos incluyendo liacutepidos antioxidantes saborizantesy vitaminas (Kaya y Mallikarjunan 2012) Otra aplicacioacuten delas nanoestructuras en la industria alimentaria es el uso enlos procesos de gelatinizacioacuten modi1047297cando con ello el valornutricional de los alimentos Tambieacuten se pueden utilizar enlas interfaces formadas por aceite-agua o aire-agua de lascuales depende la estabilidad de las espumas y emulsiones

alimentarias (ANFACO-CECOPESCA 2009) que son usadas enproductos como mayonesas y helados (Cushen et al 2012)

Por otro lado Ahmadi (2009) incorporoacute diferentesniveles de nanopartiacuteculas de plata en alimentos de pollosDicho autor reportoacute un incremento en peso de los pollosestudiados En el cultivo de plantas comestibles las nano-partiacuteculas tambieacuten han sido aplicadas en la germinacioacuten

de semillas con la 1047297nalidad de incrementar su produccioacutena traveacutes de la biotransformacioacuten de nanotubos de carbonoy nanopartiacuteculas de oacutexido de zinc y otros metales (Tabla 4)(Rico et al 2011)

Tabla 4 Nanopartiacuteculas utilizadas en cultivos de plantas co-mestiblesTable 4 Nanoparticles used in food crops

Nanopartiacutecula Planta

Aluminio Lechuga maiacutez pepinoraacutebano

Plata Lino pepino lechuga

Oacutexido de titanio (TiO2) EspinacasOacutexido de Cerio Maiacutez alfalfa

Oacutexido de zincOro

SoyaPepino lechuga

Silicio Calabaciacuten

Nanotubos de carboacuten depared muacuteltiple

Tomate

Fuente Rico et al 2011

A pesar de las grandes aplicaciones de las nanopar-tiacuteculas en los alimentos ha sido muy lenta su incorporacioacutenen este sector probablemente estaacute relacionada con la

legislacioacuten del etiquetado de los productos alimenticios ysu impacto en la salud del consumidor Entre las principalesbarreras que presenta la incorporacioacuten de las nanopartiacutecu-las en la industria alimentaria es la percepcioacuten adversa delconsumidor infraestructura costosa para la produccioacuten ybaja inversioacuten industrial asimismo las patentes producidaspueden ser obstaacuteculo para la comercializacioacuten de productoselaborados con nanomateriales (Lee et al 2013) Ademaacutes esdifiacutecil identi1047297car los alimentos existentes que las contienenLos fabricantes han comprendido que la incertidumbre quehay en torno a estas partiacuteculas puede asustar a los consumi-dores Sin embargo la aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en laalimentacioacuten podriacutea permitir que disfrutemos de alimentos

maacutes saludables maacutes resistentes y de mayor durabilidad porlo que en la actualidad se encuentran en desarrollo variasinvestigaciones en torno a la aplicacioacuten de las nano1047297bras eneste sector

CONCLUSIONESEl electrohilado es una teacutecnica sencilla y econoacutemica

que permite utilizar diferentes materiales para elaborarnano1047297bras con propiedades y caracteriacutesticas uacutenicas lo que

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Volumen XVI Nuacutemero 1251

permite ser aplicadas en las aacutereas biomeacutedicas textil y dealimentos El uso de las nano1047297bras en estos sectores traeconsigo numerosas ventajas (mejora en los suplementosalimenticios inocuidad alimentaria liberacioacuten controlada decompuestos bioactivos y faacutermacos actividad antimicrobianaproteccioacuten contra los rayos ultravioleta entre otras maacutes) lascuales se convierten en bene1047297cios para el consumidor de los

productos que las contienen Pero tambieacuten es cierto que faltamucho por hacer en cuestioacuten de normatividad y reglamen-tacioacuten en productos que contienen estas nano1047297bras y susaplicaciones

PERSPECTIVASAuacuten no se tiene una normatividad que regule el uso

y aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas (nano1047297bras) en las aacutereasbiomeacutedicas textiles y alimentaria por lo que seriacutea de granintereacutes poder implementar dicha normatividad y homo-genizarla internacionalmente Por otra parte para futurasinvestigaciones resulta interesante determinar los efectostoxicoloacutegicos que las nano1047297bras podriacutean tener hacia el usua-

rio 1047297nal asegurando asiacute las aplicaciones que tendriacutean y conello realizar una difusioacuten mayor acerca de los bene1047297cios deluso de las nanopartiacuteculas para lograr una aceptacioacuten de lapoblacioacuten

AGRADECIMIENTOSA Conacyt por el apoyo al becario del Doctorado en

Ciencias M en C Miguel Angel Robles Garciacutea con nuacutemero deCVU 311260 y por el apoyo otorgado para estancia cortanacional con nuacutemero 234272

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Volumen XVI Nuacutemero 246

sos en tamantildeos nanomeacutetricos 2) la estructura de la 1047297bra yel diaacutemetro pueden ser controlados con precisioacuten por laviscosidad la fuerza del campo eleacutectrico y la distancia desdela punta de la aguja hasta el colector 3) el aacuterea super1047297cialespeciacute1047297ca grande 4) el grado de orientacioacuten de los poliacutemerosproducidos por electrohilado es alto lo cual ayuda a aumen-tar la resistencia mecaacutenica (Su et al 2013) Por lo tanto lasnano1047297bras obtenidas a traveacutes de la teacutecnica de electrohiladopueden ser aplicadas en diferentes aacutereas entre ellas biomeacute-dicas textiles y alimentos

Aplicaciones de las nano1047297bras en el aacuterea biomeacutedica

Las nano1047297bras elaboradas mediante el meacutetodo deelectrohilado permiten su utilizacioacuten en el aacuterea biomeacutedica atraveacutes de la adicioacuten de nutrientes para tejidos en crecimientoaumentando con esto las ventajas de su utilizacioacuten en in-genieriacutea de tejidos (Mitchell y Davis 2011) Sin embargo eluso de las nano1047297bras en la ingenieriacutea de tejidos es necesarioconsiderar aspectos como la seleccioacuten del material (biode-gradable o no biodegradable pero lo maacutes importante esque el material sea biocompatible) orientacioacuten de las 1047297brasporosidad modi1047297cacioacuten de la super1047297cie y el tejido donde seaplicaraacute (Sill y von Recum 2008)

Para la nanoencapsulacioacuten de moleacuteculas bioactivascon aplicaciones meacutedicas se utilizan poliacutemeros biodegra-

dables y no toacutexicos (Tabla 2) Entre estos tipos de poliacutemerosencontramos al poli(etileno-co-vinil alcohol) que tiene lacaracteriacutestica de ser hidroacute1047297lo siendo ampliamente utilizadoen la industria farmaceacuteutica y dispositivos meacutedicos debidoa su biocompatibilidad no toxicidad buena estabilidad quiacute-mica y teacutermica (Amna et al 2013) Tambieacuten se han empleadonano1047297bras de gelatina en el desarrollo de una matriz arti1047297cialextracelular para realizar biosimulaciones en ingenieriacutea detejidos apoacutesitos de curaciones y liberacioacuten de faacutermacos (Koet al 2010) La seda producida por el gusano Bombyxmori ha

sido utilizada para elaborar nano1047297bras debido a la biocompa-tibilidad que presenta ademaacutes tiene excelentes propiedadesintriacutensecas tales como reacciones in1047298amatorias miacutenimas yformas controlables en forma de polvos peliacuteculas y 1047297bras(Huang et al 2011) Tambieacuten se han elaborado nano1047297brascon matrices extracelulares que contienen cultivos de ceacutelulasmadre Estas estructuras son utilizadas en el tratamiento delesiones de la meacutedula espinal (Amna et al 2013) Asiacute mismose han elaborado nano1047297bras de poliuretano que son aplica-das en diferentes tejidos incluyendo el vascular oacuteseo neuraly tendoacutenligamento (Sill y von Recum 2008)

Por otra parte es bien sabido que los radicales libres y

el estreacutes oxidativo estaacuten relacionados con el caacutencer enferme-dades cardiovasculares diabetes desordenes autoinmunes ydesoacuterdenes neuroloacutegicos (Hu et al 2013) por esta razoacuten paraatrapar los radicales libres se han elaborado nanopartiacuteculascon agentes antioxidantes y de esta manera capturarlosAsiacute mismo las nano1047297bras se han utilizado en el tratamientode diversas enfermedades por ejemplo se pueden usar enel tratamiento del caacutencer aplicaacutendolas en dos aacutereas 1) eldesarrollo de nanoconvectores tales como nanopartiacuteculasa las cuales se les pueden agregar faacutermacos o agentes deformacioacuten de imaacutegenes y entonces dirigirlas a los tumores y2) elaboracioacuten de nanosensores de alto rendimiento para ladeteccioacuten de huellas bioloacutegicas de caacutencer (Jones 2007)

Otra aplicacioacuten de las nano1047297bras en el aacuterea biomeacutedicaconsiste en la realizacioacuten de nanoestructuras que permitenconstruir bloques de ADN los cuales pueden ser de1047297nidos ycontrolados por ejemplo las nanopartiacuteculas de oro y platahan sido utilizadas para monitorear la hibridacioacuten del ADNen tiempo real Tomando en cuenta la versatilidad y poten-cial de organizacioacuten de los nanomateriales Tan et al (2011)predijeron que el ADN maacutes allaacute de sus funciones geneacuteticasdesempentildearaacute un papel fundamental en la con1047297guracioacuten delos dispositivos oacutepticos y electroacutenicos del mantildeana

Figura 2 Esquema general de la disposicioacuten y procesos de electrohilado co-axialFigure 2 General schematic of the arrangement and process of co-axial electrospinning

Fuente Su et al 2009

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Tabla 2 Algunos poliacutemeros usados en electrohilado para liberacioacuten de faacutermacos y aplicaciones en ingenieriacutea de tejidosTable 2 Some polymers used in electrospinning for drug release and tissue engineering applications

Poliacutemero Solvente Diaacutemetro de la1047297bra

Con1047297guracioacuten delinyector

Aplicacioacuten (tipo de ceacutelu-lafaacutermaco)

Poly(ε-caprolactona) Cloroformo y metanolCloroformo y DMF

2-10 μm

~ 600 nm

Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos engeneral (ceacutelulas estomaca-les de meacutedula de rata

Colaacutegeno HFB 180 ndash 250 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos engeneral (Fibroblastos de laconjuntiva del conejo)

Gelatina 222-tri1047298uoroetanol 029 - 910 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos engeneral (no se utiliza)

Fibrinoacutegeno HFP y Medio esencial miacuteni-mo 10X

012 - 061 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos en ge-neral (1047297broblastos cardia-cos neonatales de rata)

Poli (etileno-co-vinil

alcohol)

2-propanol y agua 02 ndash 80 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos en

general (ceacutelulas muscula-res lisas aoacuterticas humanasy 1047297broblastos deacutermicoshumanos)

Poli (aacutecido glicoacutelico) yquitina

HFP 130 ndash 380 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos en ge-neral (1047297broblastos epideacuter-micos humanos normales

Poli (L-lactida-co-ε-caprolactona)

Acetona 200 ndash 800 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido vascu-lar (ceacutelulas musculares lisasde las arterias coronariashumanas)

Poli (carbonato depropileno) Cloroformo ~ 5 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido vascu-lar (ceacutelulas madre mesen-quimales de meacutedula oacuteseade rata)

Poli (L- aacutecido laacutectico) DMF y DCM ~ 313 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido neural(ceacutelulas madre neurales deratoacuten)

Quitina HFP 0163 - 877 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido dela piel (queratinocitoshumanos normales oralesqueratinocitos epideacutermi-cos humanos normales1047297broblastos gingivales

humanos normales)Poli (ε-caprolactona)(envoltura)b) Poli (etilenglicol)(nuacutecleo)

a) 222-tri1047298uoetanol

b) Agua

270 ndash 380 nm Coaxial DDS

Abreviaciones DDS Sistemas de liberacioacuten de faacutermacosDMF NN-Dimetilformamida DCM diclorometano HFP111333-Hexa1047298uoro-2-propanolFuente Sill y von Recum 2008

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Pero no uacutenicamente las nano1047297bras se han empleadoen la ingenieriacutea de tejidos Ohkawa et al (2009) elaboraronnano1047297bras de celulosa de algodoacuten incorporaacutendoles aacutecidoacetilsaliciacutelico o nicotina mediante la teacutecnica de electrohiladopara evaluar su liberacioacuten para una posible administracioacutenepideacutermica obteniendo porcentajes de liberacioacuten mayoresdel 60 Ademaacutes de estas sustancias tambieacuten se han utiliza-

do antibioacuteticos faacutermacos anticaacutencer agentes promotores delcrecimiento oacuteseo (Anghel et al 2012) proteiacutenas y ADN (Sill yvon Recum 2008)

Las nano1047297bras cargadas con faacutermacos dirigidas paraactuar en determinado sitio auacuten se encuentran en estudioya que pueden llegar a perder su efectividad como resultadode la formacioacuten de una proteiacutena de corona alrededor de ellas(Harrison 2013) Dicho autor tambieacuten sugiere que factoresadicionales como la viacutea de administracioacuten y la acumulacioacutenen los tejidos probablemente contribuyan a una absorcioacutenespeciacute1047297ca baja y tambieacuten recomienda realizar estudios In

vitro con soluciones bioloacutegicamente relevantes con propie-dades de direccionamiento Por lo tanto es muy importante

considerar el tamantildeo la forma las propiedades fiacutesicas ladensidad y la carga de las nano1047297bras ya que todas eacutestasafectan la manera en la que pueden viajar a traveacutes del cuerpoy si atraviesan o no las membranas bioloacutegicas (Jones 2007)

Aplicaciones de las nano1047297bras en el aacuterea textilLos textiles pueden proporcionar un sustrato adecua-

do para el crecimiento de microorganismos especialmentepor la humedad y temperatura apropiada al estar en contactocon el cuerpo humano Un crecimiento raacutepido y descontrola-do de microorganismos puede provocar la degradacioacuten delcolorante el deterioro de las 1047297bras olores indeseables y elaumento de un riesgo potencial para la salud Varios factores

como la temperatura y humedad adecuada polvo manchasde comida y bebida derramada el sudor secreciones de lasglaacutendulas de la piel y los materiales de acabado de la super-1047297cie de los textiles pueden ser cultivos de enriquecimientooacuteptimos para un raacutepido crecimiento de microorganismosPor esta razoacuten se han realizado numerosas investigacionespara la modi1047297cacioacuten antimicrobiana de los textiles (Gao yCranston 2008 Dastjerdi y Montazer 2010) La aplicacioacuten denano1047297bras inorgaacutenicas y sus nanocompuestos puede ser unabuena alternativa entre las cuales se encuentran materialesnanoestructurados de dioacutexido de titanio plata oro oacutexidode zinc cobre nanotubos de carboacuten arcilla galio asiacute comotambieacuten nanoestructuras inorgaacutenicas cargadas con vehiacutecu-

los orgaacutenicos como ciclodextrinas micro y nanocaacutepsulasdendriacutemeros de nanocompuestos y liposomas cargados(Dastjerdi y Montazer 2010)

Debido a lo anterior para satisfacer las necesidadesdel mercado de nuevos materiales se han aplicado nuevastecnologiacuteas entre eacutestas la aplicacioacuten de los nanomaterialesen la industria textil donde estos materiales son utilizadospor sus propiedades quiacutemicas y fiacutesicas para mejorar la calidadde los productos (Su et al 2013) Por ejemplo nano1047297bras dedioacutexido de titanio (TiO

2) pueden ser utilizadas en la industria

textil debido a que estas partiacuteculas poseen propiedadesuacutenicas que pueden ser aplicadas en auto limpieza agentesantibacterianos y agentes protectores de rayos ultravioleta(UV) (Dastjerdi y Montazer 2010) Asimismo se han usadonano1047297bras de oacutexido de Zinc (ZnO) como protectores de laradiacioacuten UV con la 1047297nalidad de crear textiles apropiados queproporcionen proteccioacuten a la exposicioacuten solar (Becheri et al

2008 Lee 2009) Tambieacuten se han elaborado nano1047297bras depoliamida 6 (PA6) con ZnO (Erem et al 2011) y polipropile-no con nanopartiacuteculas de ZnO con la 1047297nalidad de inhibir elcrecimiento bacteriano que ocurre sobre la super1047297cie de lostextiles (Erem et al 2013)

Ademaacutes se han producido nanopartiacuteculas de plata(AgNPs) las cuales tienen amplia actividad antibacterianaantifuacutengica y antiviral (Becheri et al 2008 Khoddami et al 2011 Tang et al 2013) Estas partiacuteculas son incorporadas alos textiles mediante inmersioacuten Las AgNPs se adhieren a lasmembranas celulares de las bacterias y tienen la capacidad dereaccionar con compuestos de azufre y foacutesforo Esto ocasionaque puedan reaccionar con las proteiacutenas de las membranas

bacterianas y en el interior de la ceacutelula o con compuestos quecontienen foacutesforo como el ADN Consecuentemente se de-tectan cambios morfoloacutegicos en la membrana de la bacteriay posibles dantildeos en el ADN causados por la reaccioacuten con lasAgNPs Esto induce efectos adversos en la cadena respirato-ria o en procesos de la divisioacuten celular provocando con ellola muerte celular Mediante la incorporacioacuten de las AgNPs enla industria textil se pueden elaborar textiles con actividadantibacteriana como en 1047297bras de algodoacuten las cuales puedenser usadas en la fabricacioacuten de batas quiruacutergicas vendasuniformes etc (Khoddami et al 2011) Lo anterior debidoa que las AgNPs han mostrado excelente actividad antimi-crobiana contra bacterias Gramndashpositivas Staphylococcus

aureus y Gram-negativas Klebsiella pneumoniae Escherichiacoli asiacute como actividad antifuacutengica frente a Candida albicans

(Khoddami et al 2011) Tambieacuten se han funcionalizado 1047297brasde lana y polipropileno con AgNPs presentando propiedadesantibacterianas contra S aureus y K pneumoniae (Radetić2013) Anghel et al (2012) elaboraron nanopartiacuteculas demagnetita para inhibir la formacioacuten de biopeliacuteculas de C

albicans en textiles obteniendo con ello mayor resistencia ala colonizacioacuten de este hongo

Otra aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en esta indus-tria ha sido mediante la elaboracioacuten de hilos de nano1047297brasa traveacutes de la teacutecnica de electrohilado (Figura 3) los cualesson incorporados a los tejidos con la 1047297nalidad de aumentar

su resistencia Ademaacutes se pueden aplicar a diversos mate-riales para formar materiales multifuncionales la cual se hautilizado en la elaboracioacuten de ropa de proteccioacuten (Sill y vonRecum 2008 Su et al 2013) Por otra parte se han elabo-rado nano1047297bras de poliuretano para ser incorporadas a lostejidos y de esta manera proteger la ropa de la penetracioacutende liacutequidos (Lee 2009) Ademaacutes se han elaborado nanopar-tiacuteculas de siacutelice incorporadas con un colorante termocroacutemicoaplicaacutendolas en la industria textil para producir diferentescolores detectar cambios ambientales y brindar una mayor

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proteccioacuten contra los rayos ultravioleta (Ribiero et al 2013)

Aplicaciones de las nano1047297bras en alimentosEn la industria alimentaria la aplicacioacuten de la nano-

tecnologiacutea tiene un amplio campo de accioacuten Puede serutilizada en la mejora de suplementos envases alimentariosaumento de la gama de texturas colorantes y saborizantesen el aumento de la e1047297ciencia de los 1047297ltros para productosen estado liacutequido etc (Cushen et al 2012) Por tal motivo el uso de nanopartiacuteculas en este sector cubre un gran nuacute-mero de aspectos entre ellos la seguridad alimentaria La

aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en los alimentos se enfocaprincipalmente en optimizar la utilizacioacuten de los sistemas dedispersioacuten la liberacioacuten de compuestos bioactivos a traveacutesde liposomas y micelas para de esta manera incrementarsu biodisponibilidad (Tabla 3) La elaboracioacuten de alimentosmediante el uso de teacutecnicas de nanoingenieriacutea como es elcaso de electrohilado permite proteger de la degradacioacutena nutrientes importantes antioxidantes y otras moleacuteculasbioactivas durante su elaboracioacuten y almacenamiento (Kayay Mallikarjunan 2012)

Varias vitaminas y sus precursores tales como loscarotenoides son compuestos insolubles en agua lo cual di-1047297culta su aplicacioacuten y su biodisponibilidad en el organismo

Por lo tanto al ser incorporados en nanopartiacuteculas puedenser dispersadas en sustancias polares para incrementarsu biodisponibilidad en el cuerpo humano A limonadas y jugos de frutas se les han incorporado estos aditivos con el1047297n de proporcionar un color atractivo (Shrivastava y Dash2012) Tambieacuten se han elaborado surfactantes hechosde poli(laacutectico-co-glicoacutelico) a los cuales se les incorporoacuteα-tocoferol (vitamina E) y aacutecido ascoacuterbico (vitamina C) paraevaluar la actividad antioxidante (DPPH) mostrando buenaactividad (Astete et al 2011) Otro ejemplo de esto es la en-

Figura 3 Esquema general de la disposicioacuten de electrohilado utilizando un colector rotatorio

Figure 3 General scheme of the arrangement of electrospinning using a rotating collector

Fuente Sill y von Recum 2008

Tabla 3 Nanotecnologiacutea en la industria alimentaria y a1047297nesTable 3 Nanotechnology in the food and related industries

Producto Aplicacioacuten

Bebidas funcionales Aguas saborizadas y lecheforti1047297cada con vitaminas yminerales y otros ingredien-tes funcionales mediante laaplicacioacuten de nanoemulsionespara la incorporacioacuten y libera-cioacuten controlada de sustancias

bioactivasAlimentos y bebidaspersonalizadas

Nanoemulsiones que liberandiferentes sabores mediante laactivacioacuten con calor frecuenciaultrasoacutenica pH

Filtros inteligentes Nano1047297bras selectivas quepueden distinguir moleacuteculas enbase a su forma y tamantildeo

Sensores inteligentes Empaquetamiento con nano-sensores que indican cuando elproducto no es seguro para suconsumo

capsulacioacuten del epigalocatequina-3-galato (una importantecatequina presente en el teacute verde) en nanopartiacuteculas mono-dispersas utilizando caseinofosfopeptido y quitosano con la1047297nalidad de incorporarlas en nanocaacutepsulas a los alimentos yde esta manera ejercer su efecto antioxidante (Hu et al 2013)Una aplicacioacuten maacutes del uso de sustancias antioxidantes a tra-veacutes de la nanoencapsulacioacuten es la incorporacioacuten de extractosde Elsholtizia splendes en la elaboracioacuten de alimentos funcio-

Fuente Sanguansri y Augustin 2006

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nales el uso de estas nancaacutepsulas aumenta la solubilidad delos antioxidantes incrementando sus aplicaciones en estesector (Lee et al 2010)

Actualmente las nano1047297bras tambieacuten se han utilizadoen los recubrimientos y peliacuteculas comestibles en una ampliavariedad de alimentos entre los que encontramos frutasverduras carnes chocolates dulces productos de panaderiacutea

y papas fritas (Mohammed et al 2009) Se han producidopeliacuteculas comestibles de hidroxipropil metilcelulosa reforza-das con nanopartiacuteculas de celulosa microcristalina para seraplicadas a los alimentos con la 1047297nalidad que actuacuteen comobarreras de humedad de liacutepidos y gases y para prevenir lamigracioacuten de los componentes del aroma (Bilbao-Saacuteinz et al 2010) Se han elaborado peliacuteculas que contienen AgNPs in-corporadas en una matriz de alginato de sodio para recubrirfrutas y verduras logrando con esto una mayor conservacioacuten(Mohammed et al 2009)

Otra aplicacioacuten es la elaboracioacuten de materiales deenvase que contienen nanopartiacuteculas con agentes conserva-dores los cuales son liberados cuando los alimentos inician

su deterioro permitiendo con esto un suministro controladode nutrientes y de otros componentes de los alimentos au-mento de la biodisponibilidad de los compuestos bioactivosy alimentos funcionales ricos en nutrientes (Granda et al 2009 Shrivastava y Dash 2012) Asiacute mismo se han desarro-llado nanosensores que permiten detectar microorganismospatoacutegenos y micotoxinas presentes en los alimentos encualquier etapa de la produccioacuten o incluso en los puntos deventa cuya 1047297nalidad es garantizar la inocuidad alimentariaActualmente existen nanosensores para la determinacioacuten deE coli Salmonella infantis y Vibrio parahaemolyticus (Grandaet al 2009 Shrivastava y Dash 2012)

La teacutecnica de electrohilado tambieacuten ha sido aplicada

en la elaboracioacuten de nanocompuestos preparados con poli-vinil alcohol para encapsular Lactobacillus gasseri con el obje-tivo de preparar nanocaacutepsulas que protejan las propiedadesfuncionales de este probioacutetico Al lograr la sobrevivencia delprobioacutetico se logran tambieacuten bene1047297cios en el organismocomo el alivio de la hipercolestoleremia hipertensioacuten siacutento-mas posmenopaacuteusicos y anticarcinogeacutenesis Por otra partelos probioacuteticos tienen esplendidas e1047297cacias terapeacuteuticascontra diversos trastornos intestinales como la diarrea laintolerancia a la lactosa y enfermedades in1047298amatorias delintestino (Amna et al 2013)

La encapsulacioacuten de los nutrientes en nanoesferasaumenta la actividad bioloacutegica de suplementos dieteacuteticos

(Granda et al 2009) Las micelas pueden atrapar moleacuteculasnanopolares que comuacutenmente son insolubles incremen-tando la solubilidad y biodisponibilidad de compuestosbioactivos incluyendo liacutepidos antioxidantes saborizantesy vitaminas (Kaya y Mallikarjunan 2012) Otra aplicacioacuten delas nanoestructuras en la industria alimentaria es el uso enlos procesos de gelatinizacioacuten modi1047297cando con ello el valornutricional de los alimentos Tambieacuten se pueden utilizar enlas interfaces formadas por aceite-agua o aire-agua de lascuales depende la estabilidad de las espumas y emulsiones

alimentarias (ANFACO-CECOPESCA 2009) que son usadas enproductos como mayonesas y helados (Cushen et al 2012)

Por otro lado Ahmadi (2009) incorporoacute diferentesniveles de nanopartiacuteculas de plata en alimentos de pollosDicho autor reportoacute un incremento en peso de los pollosestudiados En el cultivo de plantas comestibles las nano-partiacuteculas tambieacuten han sido aplicadas en la germinacioacuten

de semillas con la 1047297nalidad de incrementar su produccioacutena traveacutes de la biotransformacioacuten de nanotubos de carbonoy nanopartiacuteculas de oacutexido de zinc y otros metales (Tabla 4)(Rico et al 2011)

Tabla 4 Nanopartiacuteculas utilizadas en cultivos de plantas co-mestiblesTable 4 Nanoparticles used in food crops

Nanopartiacutecula Planta

Aluminio Lechuga maiacutez pepinoraacutebano

Plata Lino pepino lechuga

Oacutexido de titanio (TiO2) EspinacasOacutexido de Cerio Maiacutez alfalfa

Oacutexido de zincOro

SoyaPepino lechuga

Silicio Calabaciacuten

Nanotubos de carboacuten depared muacuteltiple

Tomate

Fuente Rico et al 2011

A pesar de las grandes aplicaciones de las nanopar-tiacuteculas en los alimentos ha sido muy lenta su incorporacioacutenen este sector probablemente estaacute relacionada con la

legislacioacuten del etiquetado de los productos alimenticios ysu impacto en la salud del consumidor Entre las principalesbarreras que presenta la incorporacioacuten de las nanopartiacutecu-las en la industria alimentaria es la percepcioacuten adversa delconsumidor infraestructura costosa para la produccioacuten ybaja inversioacuten industrial asimismo las patentes producidaspueden ser obstaacuteculo para la comercializacioacuten de productoselaborados con nanomateriales (Lee et al 2013) Ademaacutes esdifiacutecil identi1047297car los alimentos existentes que las contienenLos fabricantes han comprendido que la incertidumbre quehay en torno a estas partiacuteculas puede asustar a los consumi-dores Sin embargo la aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en laalimentacioacuten podriacutea permitir que disfrutemos de alimentos

maacutes saludables maacutes resistentes y de mayor durabilidad porlo que en la actualidad se encuentran en desarrollo variasinvestigaciones en torno a la aplicacioacuten de las nano1047297bras eneste sector

CONCLUSIONESEl electrohilado es una teacutecnica sencilla y econoacutemica

que permite utilizar diferentes materiales para elaborarnano1047297bras con propiedades y caracteriacutesticas uacutenicas lo que

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Volumen XVI Nuacutemero 1251

permite ser aplicadas en las aacutereas biomeacutedicas textil y dealimentos El uso de las nano1047297bras en estos sectores traeconsigo numerosas ventajas (mejora en los suplementosalimenticios inocuidad alimentaria liberacioacuten controlada decompuestos bioactivos y faacutermacos actividad antimicrobianaproteccioacuten contra los rayos ultravioleta entre otras maacutes) lascuales se convierten en bene1047297cios para el consumidor de los

productos que las contienen Pero tambieacuten es cierto que faltamucho por hacer en cuestioacuten de normatividad y reglamen-tacioacuten en productos que contienen estas nano1047297bras y susaplicaciones

PERSPECTIVASAuacuten no se tiene una normatividad que regule el uso

y aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas (nano1047297bras) en las aacutereasbiomeacutedicas textiles y alimentaria por lo que seriacutea de granintereacutes poder implementar dicha normatividad y homo-genizarla internacionalmente Por otra parte para futurasinvestigaciones resulta interesante determinar los efectostoxicoloacutegicos que las nano1047297bras podriacutean tener hacia el usua-

rio 1047297nal asegurando asiacute las aplicaciones que tendriacutean y conello realizar una difusioacuten mayor acerca de los bene1047297cios deluso de las nanopartiacuteculas para lograr una aceptacioacuten de lapoblacioacuten

AGRADECIMIENTOSA Conacyt por el apoyo al becario del Doctorado en

Ciencias M en C Miguel Angel Robles Garciacutea con nuacutemero deCVU 311260 y por el apoyo otorgado para estancia cortanacional con nuacutemero 234272

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Volumen XVI Nuacutemero 1247

Tabla 2 Algunos poliacutemeros usados en electrohilado para liberacioacuten de faacutermacos y aplicaciones en ingenieriacutea de tejidosTable 2 Some polymers used in electrospinning for drug release and tissue engineering applications

Poliacutemero Solvente Diaacutemetro de la1047297bra

Con1047297guracioacuten delinyector

Aplicacioacuten (tipo de ceacutelu-lafaacutermaco)

Poly(ε-caprolactona) Cloroformo y metanolCloroformo y DMF

2-10 μm

~ 600 nm

Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos engeneral (ceacutelulas estomaca-les de meacutedula de rata

Colaacutegeno HFB 180 ndash 250 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos engeneral (Fibroblastos de laconjuntiva del conejo)

Gelatina 222-tri1047298uoroetanol 029 - 910 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos engeneral (no se utiliza)

Fibrinoacutegeno HFP y Medio esencial miacuteni-mo 10X

012 - 061 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos en ge-neral (1047297broblastos cardia-cos neonatales de rata)

Poli (etileno-co-vinil

alcohol)

2-propanol y agua 02 ndash 80 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos en

general (ceacutelulas muscula-res lisas aoacuterticas humanasy 1047297broblastos deacutermicoshumanos)

Poli (aacutecido glicoacutelico) yquitina

HFP 130 ndash 380 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejidos en ge-neral (1047297broblastos epideacuter-micos humanos normales

Poli (L-lactida-co-ε-caprolactona)

Acetona 200 ndash 800 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido vascu-lar (ceacutelulas musculares lisasde las arterias coronariashumanas)

Poli (carbonato depropileno) Cloroformo ~ 5 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido vascu-lar (ceacutelulas madre mesen-quimales de meacutedula oacuteseade rata)

Poli (L- aacutecido laacutectico) DMF y DCM ~ 313 nm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido neural(ceacutelulas madre neurales deratoacuten)

Quitina HFP 0163 - 877 μm Inyector solo Ingenieriacutea de tejido dela piel (queratinocitoshumanos normales oralesqueratinocitos epideacutermi-cos humanos normales1047297broblastos gingivales

humanos normales)Poli (ε-caprolactona)(envoltura)b) Poli (etilenglicol)(nuacutecleo)

a) 222-tri1047298uoetanol

b) Agua

270 ndash 380 nm Coaxial DDS

Abreviaciones DDS Sistemas de liberacioacuten de faacutermacosDMF NN-Dimetilformamida DCM diclorometano HFP111333-Hexa1047298uoro-2-propanolFuente Sill y von Recum 2008

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Volumen XVI Nuacutemero 248

Pero no uacutenicamente las nano1047297bras se han empleadoen la ingenieriacutea de tejidos Ohkawa et al (2009) elaboraronnano1047297bras de celulosa de algodoacuten incorporaacutendoles aacutecidoacetilsaliciacutelico o nicotina mediante la teacutecnica de electrohiladopara evaluar su liberacioacuten para una posible administracioacutenepideacutermica obteniendo porcentajes de liberacioacuten mayoresdel 60 Ademaacutes de estas sustancias tambieacuten se han utiliza-

do antibioacuteticos faacutermacos anticaacutencer agentes promotores delcrecimiento oacuteseo (Anghel et al 2012) proteiacutenas y ADN (Sill yvon Recum 2008)

Las nano1047297bras cargadas con faacutermacos dirigidas paraactuar en determinado sitio auacuten se encuentran en estudioya que pueden llegar a perder su efectividad como resultadode la formacioacuten de una proteiacutena de corona alrededor de ellas(Harrison 2013) Dicho autor tambieacuten sugiere que factoresadicionales como la viacutea de administracioacuten y la acumulacioacutenen los tejidos probablemente contribuyan a una absorcioacutenespeciacute1047297ca baja y tambieacuten recomienda realizar estudios In

vitro con soluciones bioloacutegicamente relevantes con propie-dades de direccionamiento Por lo tanto es muy importante

considerar el tamantildeo la forma las propiedades fiacutesicas ladensidad y la carga de las nano1047297bras ya que todas eacutestasafectan la manera en la que pueden viajar a traveacutes del cuerpoy si atraviesan o no las membranas bioloacutegicas (Jones 2007)

Aplicaciones de las nano1047297bras en el aacuterea textilLos textiles pueden proporcionar un sustrato adecua-

do para el crecimiento de microorganismos especialmentepor la humedad y temperatura apropiada al estar en contactocon el cuerpo humano Un crecimiento raacutepido y descontrola-do de microorganismos puede provocar la degradacioacuten delcolorante el deterioro de las 1047297bras olores indeseables y elaumento de un riesgo potencial para la salud Varios factores

como la temperatura y humedad adecuada polvo manchasde comida y bebida derramada el sudor secreciones de lasglaacutendulas de la piel y los materiales de acabado de la super-1047297cie de los textiles pueden ser cultivos de enriquecimientooacuteptimos para un raacutepido crecimiento de microorganismosPor esta razoacuten se han realizado numerosas investigacionespara la modi1047297cacioacuten antimicrobiana de los textiles (Gao yCranston 2008 Dastjerdi y Montazer 2010) La aplicacioacuten denano1047297bras inorgaacutenicas y sus nanocompuestos puede ser unabuena alternativa entre las cuales se encuentran materialesnanoestructurados de dioacutexido de titanio plata oro oacutexidode zinc cobre nanotubos de carboacuten arcilla galio asiacute comotambieacuten nanoestructuras inorgaacutenicas cargadas con vehiacutecu-

los orgaacutenicos como ciclodextrinas micro y nanocaacutepsulasdendriacutemeros de nanocompuestos y liposomas cargados(Dastjerdi y Montazer 2010)

Debido a lo anterior para satisfacer las necesidadesdel mercado de nuevos materiales se han aplicado nuevastecnologiacuteas entre eacutestas la aplicacioacuten de los nanomaterialesen la industria textil donde estos materiales son utilizadospor sus propiedades quiacutemicas y fiacutesicas para mejorar la calidadde los productos (Su et al 2013) Por ejemplo nano1047297bras dedioacutexido de titanio (TiO

2) pueden ser utilizadas en la industria

textil debido a que estas partiacuteculas poseen propiedadesuacutenicas que pueden ser aplicadas en auto limpieza agentesantibacterianos y agentes protectores de rayos ultravioleta(UV) (Dastjerdi y Montazer 2010) Asimismo se han usadonano1047297bras de oacutexido de Zinc (ZnO) como protectores de laradiacioacuten UV con la 1047297nalidad de crear textiles apropiados queproporcionen proteccioacuten a la exposicioacuten solar (Becheri et al

2008 Lee 2009) Tambieacuten se han elaborado nano1047297bras depoliamida 6 (PA6) con ZnO (Erem et al 2011) y polipropile-no con nanopartiacuteculas de ZnO con la 1047297nalidad de inhibir elcrecimiento bacteriano que ocurre sobre la super1047297cie de lostextiles (Erem et al 2013)

Ademaacutes se han producido nanopartiacuteculas de plata(AgNPs) las cuales tienen amplia actividad antibacterianaantifuacutengica y antiviral (Becheri et al 2008 Khoddami et al 2011 Tang et al 2013) Estas partiacuteculas son incorporadas alos textiles mediante inmersioacuten Las AgNPs se adhieren a lasmembranas celulares de las bacterias y tienen la capacidad dereaccionar con compuestos de azufre y foacutesforo Esto ocasionaque puedan reaccionar con las proteiacutenas de las membranas

bacterianas y en el interior de la ceacutelula o con compuestos quecontienen foacutesforo como el ADN Consecuentemente se de-tectan cambios morfoloacutegicos en la membrana de la bacteriay posibles dantildeos en el ADN causados por la reaccioacuten con lasAgNPs Esto induce efectos adversos en la cadena respirato-ria o en procesos de la divisioacuten celular provocando con ellola muerte celular Mediante la incorporacioacuten de las AgNPs enla industria textil se pueden elaborar textiles con actividadantibacteriana como en 1047297bras de algodoacuten las cuales puedenser usadas en la fabricacioacuten de batas quiruacutergicas vendasuniformes etc (Khoddami et al 2011) Lo anterior debidoa que las AgNPs han mostrado excelente actividad antimi-crobiana contra bacterias Gramndashpositivas Staphylococcus

aureus y Gram-negativas Klebsiella pneumoniae Escherichiacoli asiacute como actividad antifuacutengica frente a Candida albicans

(Khoddami et al 2011) Tambieacuten se han funcionalizado 1047297brasde lana y polipropileno con AgNPs presentando propiedadesantibacterianas contra S aureus y K pneumoniae (Radetić2013) Anghel et al (2012) elaboraron nanopartiacuteculas demagnetita para inhibir la formacioacuten de biopeliacuteculas de C

albicans en textiles obteniendo con ello mayor resistencia ala colonizacioacuten de este hongo

Otra aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en esta indus-tria ha sido mediante la elaboracioacuten de hilos de nano1047297brasa traveacutes de la teacutecnica de electrohilado (Figura 3) los cualesson incorporados a los tejidos con la 1047297nalidad de aumentar

su resistencia Ademaacutes se pueden aplicar a diversos mate-riales para formar materiales multifuncionales la cual se hautilizado en la elaboracioacuten de ropa de proteccioacuten (Sill y vonRecum 2008 Su et al 2013) Por otra parte se han elabo-rado nano1047297bras de poliuretano para ser incorporadas a lostejidos y de esta manera proteger la ropa de la penetracioacutende liacutequidos (Lee 2009) Ademaacutes se han elaborado nanopar-tiacuteculas de siacutelice incorporadas con un colorante termocroacutemicoaplicaacutendolas en la industria textil para producir diferentescolores detectar cambios ambientales y brindar una mayor

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Robles-Garciacutea Aplicaciones Biomeacutedicas Textiles y Alimentarias de Nanoestructuras XVI (2) 44-52 (2014)

Volumen XVI Nuacutemero 1249

proteccioacuten contra los rayos ultravioleta (Ribiero et al 2013)

Aplicaciones de las nano1047297bras en alimentosEn la industria alimentaria la aplicacioacuten de la nano-

tecnologiacutea tiene un amplio campo de accioacuten Puede serutilizada en la mejora de suplementos envases alimentariosaumento de la gama de texturas colorantes y saborizantesen el aumento de la e1047297ciencia de los 1047297ltros para productosen estado liacutequido etc (Cushen et al 2012) Por tal motivo el uso de nanopartiacuteculas en este sector cubre un gran nuacute-mero de aspectos entre ellos la seguridad alimentaria La

aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en los alimentos se enfocaprincipalmente en optimizar la utilizacioacuten de los sistemas dedispersioacuten la liberacioacuten de compuestos bioactivos a traveacutesde liposomas y micelas para de esta manera incrementarsu biodisponibilidad (Tabla 3) La elaboracioacuten de alimentosmediante el uso de teacutecnicas de nanoingenieriacutea como es elcaso de electrohilado permite proteger de la degradacioacutena nutrientes importantes antioxidantes y otras moleacuteculasbioactivas durante su elaboracioacuten y almacenamiento (Kayay Mallikarjunan 2012)

Varias vitaminas y sus precursores tales como loscarotenoides son compuestos insolubles en agua lo cual di-1047297culta su aplicacioacuten y su biodisponibilidad en el organismo

Por lo tanto al ser incorporados en nanopartiacuteculas puedenser dispersadas en sustancias polares para incrementarsu biodisponibilidad en el cuerpo humano A limonadas y jugos de frutas se les han incorporado estos aditivos con el1047297n de proporcionar un color atractivo (Shrivastava y Dash2012) Tambieacuten se han elaborado surfactantes hechosde poli(laacutectico-co-glicoacutelico) a los cuales se les incorporoacuteα-tocoferol (vitamina E) y aacutecido ascoacuterbico (vitamina C) paraevaluar la actividad antioxidante (DPPH) mostrando buenaactividad (Astete et al 2011) Otro ejemplo de esto es la en-

Figura 3 Esquema general de la disposicioacuten de electrohilado utilizando un colector rotatorio

Figure 3 General scheme of the arrangement of electrospinning using a rotating collector

Fuente Sill y von Recum 2008

Tabla 3 Nanotecnologiacutea en la industria alimentaria y a1047297nesTable 3 Nanotechnology in the food and related industries

Producto Aplicacioacuten

Bebidas funcionales Aguas saborizadas y lecheforti1047297cada con vitaminas yminerales y otros ingredien-tes funcionales mediante laaplicacioacuten de nanoemulsionespara la incorporacioacuten y libera-cioacuten controlada de sustancias

bioactivasAlimentos y bebidaspersonalizadas

Nanoemulsiones que liberandiferentes sabores mediante laactivacioacuten con calor frecuenciaultrasoacutenica pH

Filtros inteligentes Nano1047297bras selectivas quepueden distinguir moleacuteculas enbase a su forma y tamantildeo

Sensores inteligentes Empaquetamiento con nano-sensores que indican cuando elproducto no es seguro para suconsumo

capsulacioacuten del epigalocatequina-3-galato (una importantecatequina presente en el teacute verde) en nanopartiacuteculas mono-dispersas utilizando caseinofosfopeptido y quitosano con la1047297nalidad de incorporarlas en nanocaacutepsulas a los alimentos yde esta manera ejercer su efecto antioxidante (Hu et al 2013)Una aplicacioacuten maacutes del uso de sustancias antioxidantes a tra-veacutes de la nanoencapsulacioacuten es la incorporacioacuten de extractosde Elsholtizia splendes en la elaboracioacuten de alimentos funcio-

Fuente Sanguansri y Augustin 2006

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nales el uso de estas nancaacutepsulas aumenta la solubilidad delos antioxidantes incrementando sus aplicaciones en estesector (Lee et al 2010)

Actualmente las nano1047297bras tambieacuten se han utilizadoen los recubrimientos y peliacuteculas comestibles en una ampliavariedad de alimentos entre los que encontramos frutasverduras carnes chocolates dulces productos de panaderiacutea

y papas fritas (Mohammed et al 2009) Se han producidopeliacuteculas comestibles de hidroxipropil metilcelulosa reforza-das con nanopartiacuteculas de celulosa microcristalina para seraplicadas a los alimentos con la 1047297nalidad que actuacuteen comobarreras de humedad de liacutepidos y gases y para prevenir lamigracioacuten de los componentes del aroma (Bilbao-Saacuteinz et al 2010) Se han elaborado peliacuteculas que contienen AgNPs in-corporadas en una matriz de alginato de sodio para recubrirfrutas y verduras logrando con esto una mayor conservacioacuten(Mohammed et al 2009)

Otra aplicacioacuten es la elaboracioacuten de materiales deenvase que contienen nanopartiacuteculas con agentes conserva-dores los cuales son liberados cuando los alimentos inician

su deterioro permitiendo con esto un suministro controladode nutrientes y de otros componentes de los alimentos au-mento de la biodisponibilidad de los compuestos bioactivosy alimentos funcionales ricos en nutrientes (Granda et al 2009 Shrivastava y Dash 2012) Asiacute mismo se han desarro-llado nanosensores que permiten detectar microorganismospatoacutegenos y micotoxinas presentes en los alimentos encualquier etapa de la produccioacuten o incluso en los puntos deventa cuya 1047297nalidad es garantizar la inocuidad alimentariaActualmente existen nanosensores para la determinacioacuten deE coli Salmonella infantis y Vibrio parahaemolyticus (Grandaet al 2009 Shrivastava y Dash 2012)

La teacutecnica de electrohilado tambieacuten ha sido aplicada

en la elaboracioacuten de nanocompuestos preparados con poli-vinil alcohol para encapsular Lactobacillus gasseri con el obje-tivo de preparar nanocaacutepsulas que protejan las propiedadesfuncionales de este probioacutetico Al lograr la sobrevivencia delprobioacutetico se logran tambieacuten bene1047297cios en el organismocomo el alivio de la hipercolestoleremia hipertensioacuten siacutento-mas posmenopaacuteusicos y anticarcinogeacutenesis Por otra partelos probioacuteticos tienen esplendidas e1047297cacias terapeacuteuticascontra diversos trastornos intestinales como la diarrea laintolerancia a la lactosa y enfermedades in1047298amatorias delintestino (Amna et al 2013)

La encapsulacioacuten de los nutrientes en nanoesferasaumenta la actividad bioloacutegica de suplementos dieteacuteticos

(Granda et al 2009) Las micelas pueden atrapar moleacuteculasnanopolares que comuacutenmente son insolubles incremen-tando la solubilidad y biodisponibilidad de compuestosbioactivos incluyendo liacutepidos antioxidantes saborizantesy vitaminas (Kaya y Mallikarjunan 2012) Otra aplicacioacuten delas nanoestructuras en la industria alimentaria es el uso enlos procesos de gelatinizacioacuten modi1047297cando con ello el valornutricional de los alimentos Tambieacuten se pueden utilizar enlas interfaces formadas por aceite-agua o aire-agua de lascuales depende la estabilidad de las espumas y emulsiones

alimentarias (ANFACO-CECOPESCA 2009) que son usadas enproductos como mayonesas y helados (Cushen et al 2012)

Por otro lado Ahmadi (2009) incorporoacute diferentesniveles de nanopartiacuteculas de plata en alimentos de pollosDicho autor reportoacute un incremento en peso de los pollosestudiados En el cultivo de plantas comestibles las nano-partiacuteculas tambieacuten han sido aplicadas en la germinacioacuten

de semillas con la 1047297nalidad de incrementar su produccioacutena traveacutes de la biotransformacioacuten de nanotubos de carbonoy nanopartiacuteculas de oacutexido de zinc y otros metales (Tabla 4)(Rico et al 2011)

Tabla 4 Nanopartiacuteculas utilizadas en cultivos de plantas co-mestiblesTable 4 Nanoparticles used in food crops

Nanopartiacutecula Planta

Aluminio Lechuga maiacutez pepinoraacutebano

Plata Lino pepino lechuga

Oacutexido de titanio (TiO2) EspinacasOacutexido de Cerio Maiacutez alfalfa

Oacutexido de zincOro

SoyaPepino lechuga

Silicio Calabaciacuten

Nanotubos de carboacuten depared muacuteltiple

Tomate

Fuente Rico et al 2011

A pesar de las grandes aplicaciones de las nanopar-tiacuteculas en los alimentos ha sido muy lenta su incorporacioacutenen este sector probablemente estaacute relacionada con la

legislacioacuten del etiquetado de los productos alimenticios ysu impacto en la salud del consumidor Entre las principalesbarreras que presenta la incorporacioacuten de las nanopartiacutecu-las en la industria alimentaria es la percepcioacuten adversa delconsumidor infraestructura costosa para la produccioacuten ybaja inversioacuten industrial asimismo las patentes producidaspueden ser obstaacuteculo para la comercializacioacuten de productoselaborados con nanomateriales (Lee et al 2013) Ademaacutes esdifiacutecil identi1047297car los alimentos existentes que las contienenLos fabricantes han comprendido que la incertidumbre quehay en torno a estas partiacuteculas puede asustar a los consumi-dores Sin embargo la aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en laalimentacioacuten podriacutea permitir que disfrutemos de alimentos

maacutes saludables maacutes resistentes y de mayor durabilidad porlo que en la actualidad se encuentran en desarrollo variasinvestigaciones en torno a la aplicacioacuten de las nano1047297bras eneste sector

CONCLUSIONESEl electrohilado es una teacutecnica sencilla y econoacutemica

que permite utilizar diferentes materiales para elaborarnano1047297bras con propiedades y caracteriacutesticas uacutenicas lo que

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permite ser aplicadas en las aacutereas biomeacutedicas textil y dealimentos El uso de las nano1047297bras en estos sectores traeconsigo numerosas ventajas (mejora en los suplementosalimenticios inocuidad alimentaria liberacioacuten controlada decompuestos bioactivos y faacutermacos actividad antimicrobianaproteccioacuten contra los rayos ultravioleta entre otras maacutes) lascuales se convierten en bene1047297cios para el consumidor de los

productos que las contienen Pero tambieacuten es cierto que faltamucho por hacer en cuestioacuten de normatividad y reglamen-tacioacuten en productos que contienen estas nano1047297bras y susaplicaciones

PERSPECTIVASAuacuten no se tiene una normatividad que regule el uso

y aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas (nano1047297bras) en las aacutereasbiomeacutedicas textiles y alimentaria por lo que seriacutea de granintereacutes poder implementar dicha normatividad y homo-genizarla internacionalmente Por otra parte para futurasinvestigaciones resulta interesante determinar los efectostoxicoloacutegicos que las nano1047297bras podriacutean tener hacia el usua-

rio 1047297nal asegurando asiacute las aplicaciones que tendriacutean y conello realizar una difusioacuten mayor acerca de los bene1047297cios deluso de las nanopartiacuteculas para lograr una aceptacioacuten de lapoblacioacuten

AGRADECIMIENTOSA Conacyt por el apoyo al becario del Doctorado en

Ciencias M en C Miguel Angel Robles Garciacutea con nuacutemero deCVU 311260 y por el apoyo otorgado para estancia cortanacional con nuacutemero 234272

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Volumen XVI Nuacutemero 248

Pero no uacutenicamente las nano1047297bras se han empleadoen la ingenieriacutea de tejidos Ohkawa et al (2009) elaboraronnano1047297bras de celulosa de algodoacuten incorporaacutendoles aacutecidoacetilsaliciacutelico o nicotina mediante la teacutecnica de electrohiladopara evaluar su liberacioacuten para una posible administracioacutenepideacutermica obteniendo porcentajes de liberacioacuten mayoresdel 60 Ademaacutes de estas sustancias tambieacuten se han utiliza-

do antibioacuteticos faacutermacos anticaacutencer agentes promotores delcrecimiento oacuteseo (Anghel et al 2012) proteiacutenas y ADN (Sill yvon Recum 2008)

Las nano1047297bras cargadas con faacutermacos dirigidas paraactuar en determinado sitio auacuten se encuentran en estudioya que pueden llegar a perder su efectividad como resultadode la formacioacuten de una proteiacutena de corona alrededor de ellas(Harrison 2013) Dicho autor tambieacuten sugiere que factoresadicionales como la viacutea de administracioacuten y la acumulacioacutenen los tejidos probablemente contribuyan a una absorcioacutenespeciacute1047297ca baja y tambieacuten recomienda realizar estudios In

vitro con soluciones bioloacutegicamente relevantes con propie-dades de direccionamiento Por lo tanto es muy importante

considerar el tamantildeo la forma las propiedades fiacutesicas ladensidad y la carga de las nano1047297bras ya que todas eacutestasafectan la manera en la que pueden viajar a traveacutes del cuerpoy si atraviesan o no las membranas bioloacutegicas (Jones 2007)

Aplicaciones de las nano1047297bras en el aacuterea textilLos textiles pueden proporcionar un sustrato adecua-

do para el crecimiento de microorganismos especialmentepor la humedad y temperatura apropiada al estar en contactocon el cuerpo humano Un crecimiento raacutepido y descontrola-do de microorganismos puede provocar la degradacioacuten delcolorante el deterioro de las 1047297bras olores indeseables y elaumento de un riesgo potencial para la salud Varios factores

como la temperatura y humedad adecuada polvo manchasde comida y bebida derramada el sudor secreciones de lasglaacutendulas de la piel y los materiales de acabado de la super-1047297cie de los textiles pueden ser cultivos de enriquecimientooacuteptimos para un raacutepido crecimiento de microorganismosPor esta razoacuten se han realizado numerosas investigacionespara la modi1047297cacioacuten antimicrobiana de los textiles (Gao yCranston 2008 Dastjerdi y Montazer 2010) La aplicacioacuten denano1047297bras inorgaacutenicas y sus nanocompuestos puede ser unabuena alternativa entre las cuales se encuentran materialesnanoestructurados de dioacutexido de titanio plata oro oacutexidode zinc cobre nanotubos de carboacuten arcilla galio asiacute comotambieacuten nanoestructuras inorgaacutenicas cargadas con vehiacutecu-

los orgaacutenicos como ciclodextrinas micro y nanocaacutepsulasdendriacutemeros de nanocompuestos y liposomas cargados(Dastjerdi y Montazer 2010)

Debido a lo anterior para satisfacer las necesidadesdel mercado de nuevos materiales se han aplicado nuevastecnologiacuteas entre eacutestas la aplicacioacuten de los nanomaterialesen la industria textil donde estos materiales son utilizadospor sus propiedades quiacutemicas y fiacutesicas para mejorar la calidadde los productos (Su et al 2013) Por ejemplo nano1047297bras dedioacutexido de titanio (TiO

2) pueden ser utilizadas en la industria

textil debido a que estas partiacuteculas poseen propiedadesuacutenicas que pueden ser aplicadas en auto limpieza agentesantibacterianos y agentes protectores de rayos ultravioleta(UV) (Dastjerdi y Montazer 2010) Asimismo se han usadonano1047297bras de oacutexido de Zinc (ZnO) como protectores de laradiacioacuten UV con la 1047297nalidad de crear textiles apropiados queproporcionen proteccioacuten a la exposicioacuten solar (Becheri et al

2008 Lee 2009) Tambieacuten se han elaborado nano1047297bras depoliamida 6 (PA6) con ZnO (Erem et al 2011) y polipropile-no con nanopartiacuteculas de ZnO con la 1047297nalidad de inhibir elcrecimiento bacteriano que ocurre sobre la super1047297cie de lostextiles (Erem et al 2013)

Ademaacutes se han producido nanopartiacuteculas de plata(AgNPs) las cuales tienen amplia actividad antibacterianaantifuacutengica y antiviral (Becheri et al 2008 Khoddami et al 2011 Tang et al 2013) Estas partiacuteculas son incorporadas alos textiles mediante inmersioacuten Las AgNPs se adhieren a lasmembranas celulares de las bacterias y tienen la capacidad dereaccionar con compuestos de azufre y foacutesforo Esto ocasionaque puedan reaccionar con las proteiacutenas de las membranas

bacterianas y en el interior de la ceacutelula o con compuestos quecontienen foacutesforo como el ADN Consecuentemente se de-tectan cambios morfoloacutegicos en la membrana de la bacteriay posibles dantildeos en el ADN causados por la reaccioacuten con lasAgNPs Esto induce efectos adversos en la cadena respirato-ria o en procesos de la divisioacuten celular provocando con ellola muerte celular Mediante la incorporacioacuten de las AgNPs enla industria textil se pueden elaborar textiles con actividadantibacteriana como en 1047297bras de algodoacuten las cuales puedenser usadas en la fabricacioacuten de batas quiruacutergicas vendasuniformes etc (Khoddami et al 2011) Lo anterior debidoa que las AgNPs han mostrado excelente actividad antimi-crobiana contra bacterias Gramndashpositivas Staphylococcus

aureus y Gram-negativas Klebsiella pneumoniae Escherichiacoli asiacute como actividad antifuacutengica frente a Candida albicans

(Khoddami et al 2011) Tambieacuten se han funcionalizado 1047297brasde lana y polipropileno con AgNPs presentando propiedadesantibacterianas contra S aureus y K pneumoniae (Radetić2013) Anghel et al (2012) elaboraron nanopartiacuteculas demagnetita para inhibir la formacioacuten de biopeliacuteculas de C

albicans en textiles obteniendo con ello mayor resistencia ala colonizacioacuten de este hongo

Otra aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en esta indus-tria ha sido mediante la elaboracioacuten de hilos de nano1047297brasa traveacutes de la teacutecnica de electrohilado (Figura 3) los cualesson incorporados a los tejidos con la 1047297nalidad de aumentar

su resistencia Ademaacutes se pueden aplicar a diversos mate-riales para formar materiales multifuncionales la cual se hautilizado en la elaboracioacuten de ropa de proteccioacuten (Sill y vonRecum 2008 Su et al 2013) Por otra parte se han elabo-rado nano1047297bras de poliuretano para ser incorporadas a lostejidos y de esta manera proteger la ropa de la penetracioacutende liacutequidos (Lee 2009) Ademaacutes se han elaborado nanopar-tiacuteculas de siacutelice incorporadas con un colorante termocroacutemicoaplicaacutendolas en la industria textil para producir diferentescolores detectar cambios ambientales y brindar una mayor

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proteccioacuten contra los rayos ultravioleta (Ribiero et al 2013)

Aplicaciones de las nano1047297bras en alimentosEn la industria alimentaria la aplicacioacuten de la nano-

tecnologiacutea tiene un amplio campo de accioacuten Puede serutilizada en la mejora de suplementos envases alimentariosaumento de la gama de texturas colorantes y saborizantesen el aumento de la e1047297ciencia de los 1047297ltros para productosen estado liacutequido etc (Cushen et al 2012) Por tal motivo el uso de nanopartiacuteculas en este sector cubre un gran nuacute-mero de aspectos entre ellos la seguridad alimentaria La

aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en los alimentos se enfocaprincipalmente en optimizar la utilizacioacuten de los sistemas dedispersioacuten la liberacioacuten de compuestos bioactivos a traveacutesde liposomas y micelas para de esta manera incrementarsu biodisponibilidad (Tabla 3) La elaboracioacuten de alimentosmediante el uso de teacutecnicas de nanoingenieriacutea como es elcaso de electrohilado permite proteger de la degradacioacutena nutrientes importantes antioxidantes y otras moleacuteculasbioactivas durante su elaboracioacuten y almacenamiento (Kayay Mallikarjunan 2012)

Varias vitaminas y sus precursores tales como loscarotenoides son compuestos insolubles en agua lo cual di-1047297culta su aplicacioacuten y su biodisponibilidad en el organismo

Por lo tanto al ser incorporados en nanopartiacuteculas puedenser dispersadas en sustancias polares para incrementarsu biodisponibilidad en el cuerpo humano A limonadas y jugos de frutas se les han incorporado estos aditivos con el1047297n de proporcionar un color atractivo (Shrivastava y Dash2012) Tambieacuten se han elaborado surfactantes hechosde poli(laacutectico-co-glicoacutelico) a los cuales se les incorporoacuteα-tocoferol (vitamina E) y aacutecido ascoacuterbico (vitamina C) paraevaluar la actividad antioxidante (DPPH) mostrando buenaactividad (Astete et al 2011) Otro ejemplo de esto es la en-

Figura 3 Esquema general de la disposicioacuten de electrohilado utilizando un colector rotatorio

Figure 3 General scheme of the arrangement of electrospinning using a rotating collector

Fuente Sill y von Recum 2008

Tabla 3 Nanotecnologiacutea en la industria alimentaria y a1047297nesTable 3 Nanotechnology in the food and related industries

Producto Aplicacioacuten

Bebidas funcionales Aguas saborizadas y lecheforti1047297cada con vitaminas yminerales y otros ingredien-tes funcionales mediante laaplicacioacuten de nanoemulsionespara la incorporacioacuten y libera-cioacuten controlada de sustancias

bioactivasAlimentos y bebidaspersonalizadas

Nanoemulsiones que liberandiferentes sabores mediante laactivacioacuten con calor frecuenciaultrasoacutenica pH

Filtros inteligentes Nano1047297bras selectivas quepueden distinguir moleacuteculas enbase a su forma y tamantildeo

Sensores inteligentes Empaquetamiento con nano-sensores que indican cuando elproducto no es seguro para suconsumo

capsulacioacuten del epigalocatequina-3-galato (una importantecatequina presente en el teacute verde) en nanopartiacuteculas mono-dispersas utilizando caseinofosfopeptido y quitosano con la1047297nalidad de incorporarlas en nanocaacutepsulas a los alimentos yde esta manera ejercer su efecto antioxidante (Hu et al 2013)Una aplicacioacuten maacutes del uso de sustancias antioxidantes a tra-veacutes de la nanoencapsulacioacuten es la incorporacioacuten de extractosde Elsholtizia splendes en la elaboracioacuten de alimentos funcio-

Fuente Sanguansri y Augustin 2006

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nales el uso de estas nancaacutepsulas aumenta la solubilidad delos antioxidantes incrementando sus aplicaciones en estesector (Lee et al 2010)

Actualmente las nano1047297bras tambieacuten se han utilizadoen los recubrimientos y peliacuteculas comestibles en una ampliavariedad de alimentos entre los que encontramos frutasverduras carnes chocolates dulces productos de panaderiacutea

y papas fritas (Mohammed et al 2009) Se han producidopeliacuteculas comestibles de hidroxipropil metilcelulosa reforza-das con nanopartiacuteculas de celulosa microcristalina para seraplicadas a los alimentos con la 1047297nalidad que actuacuteen comobarreras de humedad de liacutepidos y gases y para prevenir lamigracioacuten de los componentes del aroma (Bilbao-Saacuteinz et al 2010) Se han elaborado peliacuteculas que contienen AgNPs in-corporadas en una matriz de alginato de sodio para recubrirfrutas y verduras logrando con esto una mayor conservacioacuten(Mohammed et al 2009)

Otra aplicacioacuten es la elaboracioacuten de materiales deenvase que contienen nanopartiacuteculas con agentes conserva-dores los cuales son liberados cuando los alimentos inician

su deterioro permitiendo con esto un suministro controladode nutrientes y de otros componentes de los alimentos au-mento de la biodisponibilidad de los compuestos bioactivosy alimentos funcionales ricos en nutrientes (Granda et al 2009 Shrivastava y Dash 2012) Asiacute mismo se han desarro-llado nanosensores que permiten detectar microorganismospatoacutegenos y micotoxinas presentes en los alimentos encualquier etapa de la produccioacuten o incluso en los puntos deventa cuya 1047297nalidad es garantizar la inocuidad alimentariaActualmente existen nanosensores para la determinacioacuten deE coli Salmonella infantis y Vibrio parahaemolyticus (Grandaet al 2009 Shrivastava y Dash 2012)

La teacutecnica de electrohilado tambieacuten ha sido aplicada

en la elaboracioacuten de nanocompuestos preparados con poli-vinil alcohol para encapsular Lactobacillus gasseri con el obje-tivo de preparar nanocaacutepsulas que protejan las propiedadesfuncionales de este probioacutetico Al lograr la sobrevivencia delprobioacutetico se logran tambieacuten bene1047297cios en el organismocomo el alivio de la hipercolestoleremia hipertensioacuten siacutento-mas posmenopaacuteusicos y anticarcinogeacutenesis Por otra partelos probioacuteticos tienen esplendidas e1047297cacias terapeacuteuticascontra diversos trastornos intestinales como la diarrea laintolerancia a la lactosa y enfermedades in1047298amatorias delintestino (Amna et al 2013)

La encapsulacioacuten de los nutrientes en nanoesferasaumenta la actividad bioloacutegica de suplementos dieteacuteticos

(Granda et al 2009) Las micelas pueden atrapar moleacuteculasnanopolares que comuacutenmente son insolubles incremen-tando la solubilidad y biodisponibilidad de compuestosbioactivos incluyendo liacutepidos antioxidantes saborizantesy vitaminas (Kaya y Mallikarjunan 2012) Otra aplicacioacuten delas nanoestructuras en la industria alimentaria es el uso enlos procesos de gelatinizacioacuten modi1047297cando con ello el valornutricional de los alimentos Tambieacuten se pueden utilizar enlas interfaces formadas por aceite-agua o aire-agua de lascuales depende la estabilidad de las espumas y emulsiones

alimentarias (ANFACO-CECOPESCA 2009) que son usadas enproductos como mayonesas y helados (Cushen et al 2012)

Por otro lado Ahmadi (2009) incorporoacute diferentesniveles de nanopartiacuteculas de plata en alimentos de pollosDicho autor reportoacute un incremento en peso de los pollosestudiados En el cultivo de plantas comestibles las nano-partiacuteculas tambieacuten han sido aplicadas en la germinacioacuten

de semillas con la 1047297nalidad de incrementar su produccioacutena traveacutes de la biotransformacioacuten de nanotubos de carbonoy nanopartiacuteculas de oacutexido de zinc y otros metales (Tabla 4)(Rico et al 2011)

Tabla 4 Nanopartiacuteculas utilizadas en cultivos de plantas co-mestiblesTable 4 Nanoparticles used in food crops

Nanopartiacutecula Planta

Aluminio Lechuga maiacutez pepinoraacutebano

Plata Lino pepino lechuga

Oacutexido de titanio (TiO2) EspinacasOacutexido de Cerio Maiacutez alfalfa

Oacutexido de zincOro

SoyaPepino lechuga

Silicio Calabaciacuten

Nanotubos de carboacuten depared muacuteltiple

Tomate

Fuente Rico et al 2011

A pesar de las grandes aplicaciones de las nanopar-tiacuteculas en los alimentos ha sido muy lenta su incorporacioacutenen este sector probablemente estaacute relacionada con la

legislacioacuten del etiquetado de los productos alimenticios ysu impacto en la salud del consumidor Entre las principalesbarreras que presenta la incorporacioacuten de las nanopartiacutecu-las en la industria alimentaria es la percepcioacuten adversa delconsumidor infraestructura costosa para la produccioacuten ybaja inversioacuten industrial asimismo las patentes producidaspueden ser obstaacuteculo para la comercializacioacuten de productoselaborados con nanomateriales (Lee et al 2013) Ademaacutes esdifiacutecil identi1047297car los alimentos existentes que las contienenLos fabricantes han comprendido que la incertidumbre quehay en torno a estas partiacuteculas puede asustar a los consumi-dores Sin embargo la aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en laalimentacioacuten podriacutea permitir que disfrutemos de alimentos

maacutes saludables maacutes resistentes y de mayor durabilidad porlo que en la actualidad se encuentran en desarrollo variasinvestigaciones en torno a la aplicacioacuten de las nano1047297bras eneste sector

CONCLUSIONESEl electrohilado es una teacutecnica sencilla y econoacutemica

que permite utilizar diferentes materiales para elaborarnano1047297bras con propiedades y caracteriacutesticas uacutenicas lo que

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permite ser aplicadas en las aacutereas biomeacutedicas textil y dealimentos El uso de las nano1047297bras en estos sectores traeconsigo numerosas ventajas (mejora en los suplementosalimenticios inocuidad alimentaria liberacioacuten controlada decompuestos bioactivos y faacutermacos actividad antimicrobianaproteccioacuten contra los rayos ultravioleta entre otras maacutes) lascuales se convierten en bene1047297cios para el consumidor de los

productos que las contienen Pero tambieacuten es cierto que faltamucho por hacer en cuestioacuten de normatividad y reglamen-tacioacuten en productos que contienen estas nano1047297bras y susaplicaciones

PERSPECTIVASAuacuten no se tiene una normatividad que regule el uso

y aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas (nano1047297bras) en las aacutereasbiomeacutedicas textiles y alimentaria por lo que seriacutea de granintereacutes poder implementar dicha normatividad y homo-genizarla internacionalmente Por otra parte para futurasinvestigaciones resulta interesante determinar los efectostoxicoloacutegicos que las nano1047297bras podriacutean tener hacia el usua-

rio 1047297nal asegurando asiacute las aplicaciones que tendriacutean y conello realizar una difusioacuten mayor acerca de los bene1047297cios deluso de las nanopartiacuteculas para lograr una aceptacioacuten de lapoblacioacuten

AGRADECIMIENTOSA Conacyt por el apoyo al becario del Doctorado en

Ciencias M en C Miguel Angel Robles Garciacutea con nuacutemero deCVU 311260 y por el apoyo otorgado para estancia cortanacional con nuacutemero 234272

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proteccioacuten contra los rayos ultravioleta (Ribiero et al 2013)

Aplicaciones de las nano1047297bras en alimentosEn la industria alimentaria la aplicacioacuten de la nano-

tecnologiacutea tiene un amplio campo de accioacuten Puede serutilizada en la mejora de suplementos envases alimentariosaumento de la gama de texturas colorantes y saborizantesen el aumento de la e1047297ciencia de los 1047297ltros para productosen estado liacutequido etc (Cushen et al 2012) Por tal motivo el uso de nanopartiacuteculas en este sector cubre un gran nuacute-mero de aspectos entre ellos la seguridad alimentaria La

aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en los alimentos se enfocaprincipalmente en optimizar la utilizacioacuten de los sistemas dedispersioacuten la liberacioacuten de compuestos bioactivos a traveacutesde liposomas y micelas para de esta manera incrementarsu biodisponibilidad (Tabla 3) La elaboracioacuten de alimentosmediante el uso de teacutecnicas de nanoingenieriacutea como es elcaso de electrohilado permite proteger de la degradacioacutena nutrientes importantes antioxidantes y otras moleacuteculasbioactivas durante su elaboracioacuten y almacenamiento (Kayay Mallikarjunan 2012)

Varias vitaminas y sus precursores tales como loscarotenoides son compuestos insolubles en agua lo cual di-1047297culta su aplicacioacuten y su biodisponibilidad en el organismo

Por lo tanto al ser incorporados en nanopartiacuteculas puedenser dispersadas en sustancias polares para incrementarsu biodisponibilidad en el cuerpo humano A limonadas y jugos de frutas se les han incorporado estos aditivos con el1047297n de proporcionar un color atractivo (Shrivastava y Dash2012) Tambieacuten se han elaborado surfactantes hechosde poli(laacutectico-co-glicoacutelico) a los cuales se les incorporoacuteα-tocoferol (vitamina E) y aacutecido ascoacuterbico (vitamina C) paraevaluar la actividad antioxidante (DPPH) mostrando buenaactividad (Astete et al 2011) Otro ejemplo de esto es la en-

Figura 3 Esquema general de la disposicioacuten de electrohilado utilizando un colector rotatorio

Figure 3 General scheme of the arrangement of electrospinning using a rotating collector

Fuente Sill y von Recum 2008

Tabla 3 Nanotecnologiacutea en la industria alimentaria y a1047297nesTable 3 Nanotechnology in the food and related industries

Producto Aplicacioacuten

Bebidas funcionales Aguas saborizadas y lecheforti1047297cada con vitaminas yminerales y otros ingredien-tes funcionales mediante laaplicacioacuten de nanoemulsionespara la incorporacioacuten y libera-cioacuten controlada de sustancias

bioactivasAlimentos y bebidaspersonalizadas

Nanoemulsiones que liberandiferentes sabores mediante laactivacioacuten con calor frecuenciaultrasoacutenica pH

Filtros inteligentes Nano1047297bras selectivas quepueden distinguir moleacuteculas enbase a su forma y tamantildeo

Sensores inteligentes Empaquetamiento con nano-sensores que indican cuando elproducto no es seguro para suconsumo

capsulacioacuten del epigalocatequina-3-galato (una importantecatequina presente en el teacute verde) en nanopartiacuteculas mono-dispersas utilizando caseinofosfopeptido y quitosano con la1047297nalidad de incorporarlas en nanocaacutepsulas a los alimentos yde esta manera ejercer su efecto antioxidante (Hu et al 2013)Una aplicacioacuten maacutes del uso de sustancias antioxidantes a tra-veacutes de la nanoencapsulacioacuten es la incorporacioacuten de extractosde Elsholtizia splendes en la elaboracioacuten de alimentos funcio-

Fuente Sanguansri y Augustin 2006

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nales el uso de estas nancaacutepsulas aumenta la solubilidad delos antioxidantes incrementando sus aplicaciones en estesector (Lee et al 2010)

Actualmente las nano1047297bras tambieacuten se han utilizadoen los recubrimientos y peliacuteculas comestibles en una ampliavariedad de alimentos entre los que encontramos frutasverduras carnes chocolates dulces productos de panaderiacutea

y papas fritas (Mohammed et al 2009) Se han producidopeliacuteculas comestibles de hidroxipropil metilcelulosa reforza-das con nanopartiacuteculas de celulosa microcristalina para seraplicadas a los alimentos con la 1047297nalidad que actuacuteen comobarreras de humedad de liacutepidos y gases y para prevenir lamigracioacuten de los componentes del aroma (Bilbao-Saacuteinz et al 2010) Se han elaborado peliacuteculas que contienen AgNPs in-corporadas en una matriz de alginato de sodio para recubrirfrutas y verduras logrando con esto una mayor conservacioacuten(Mohammed et al 2009)

Otra aplicacioacuten es la elaboracioacuten de materiales deenvase que contienen nanopartiacuteculas con agentes conserva-dores los cuales son liberados cuando los alimentos inician

su deterioro permitiendo con esto un suministro controladode nutrientes y de otros componentes de los alimentos au-mento de la biodisponibilidad de los compuestos bioactivosy alimentos funcionales ricos en nutrientes (Granda et al 2009 Shrivastava y Dash 2012) Asiacute mismo se han desarro-llado nanosensores que permiten detectar microorganismospatoacutegenos y micotoxinas presentes en los alimentos encualquier etapa de la produccioacuten o incluso en los puntos deventa cuya 1047297nalidad es garantizar la inocuidad alimentariaActualmente existen nanosensores para la determinacioacuten deE coli Salmonella infantis y Vibrio parahaemolyticus (Grandaet al 2009 Shrivastava y Dash 2012)

La teacutecnica de electrohilado tambieacuten ha sido aplicada

en la elaboracioacuten de nanocompuestos preparados con poli-vinil alcohol para encapsular Lactobacillus gasseri con el obje-tivo de preparar nanocaacutepsulas que protejan las propiedadesfuncionales de este probioacutetico Al lograr la sobrevivencia delprobioacutetico se logran tambieacuten bene1047297cios en el organismocomo el alivio de la hipercolestoleremia hipertensioacuten siacutento-mas posmenopaacuteusicos y anticarcinogeacutenesis Por otra partelos probioacuteticos tienen esplendidas e1047297cacias terapeacuteuticascontra diversos trastornos intestinales como la diarrea laintolerancia a la lactosa y enfermedades in1047298amatorias delintestino (Amna et al 2013)

La encapsulacioacuten de los nutrientes en nanoesferasaumenta la actividad bioloacutegica de suplementos dieteacuteticos

(Granda et al 2009) Las micelas pueden atrapar moleacuteculasnanopolares que comuacutenmente son insolubles incremen-tando la solubilidad y biodisponibilidad de compuestosbioactivos incluyendo liacutepidos antioxidantes saborizantesy vitaminas (Kaya y Mallikarjunan 2012) Otra aplicacioacuten delas nanoestructuras en la industria alimentaria es el uso enlos procesos de gelatinizacioacuten modi1047297cando con ello el valornutricional de los alimentos Tambieacuten se pueden utilizar enlas interfaces formadas por aceite-agua o aire-agua de lascuales depende la estabilidad de las espumas y emulsiones

alimentarias (ANFACO-CECOPESCA 2009) que son usadas enproductos como mayonesas y helados (Cushen et al 2012)

Por otro lado Ahmadi (2009) incorporoacute diferentesniveles de nanopartiacuteculas de plata en alimentos de pollosDicho autor reportoacute un incremento en peso de los pollosestudiados En el cultivo de plantas comestibles las nano-partiacuteculas tambieacuten han sido aplicadas en la germinacioacuten

de semillas con la 1047297nalidad de incrementar su produccioacutena traveacutes de la biotransformacioacuten de nanotubos de carbonoy nanopartiacuteculas de oacutexido de zinc y otros metales (Tabla 4)(Rico et al 2011)

Tabla 4 Nanopartiacuteculas utilizadas en cultivos de plantas co-mestiblesTable 4 Nanoparticles used in food crops

Nanopartiacutecula Planta

Aluminio Lechuga maiacutez pepinoraacutebano

Plata Lino pepino lechuga

Oacutexido de titanio (TiO2) EspinacasOacutexido de Cerio Maiacutez alfalfa

Oacutexido de zincOro

SoyaPepino lechuga

Silicio Calabaciacuten

Nanotubos de carboacuten depared muacuteltiple

Tomate

Fuente Rico et al 2011

A pesar de las grandes aplicaciones de las nanopar-tiacuteculas en los alimentos ha sido muy lenta su incorporacioacutenen este sector probablemente estaacute relacionada con la

legislacioacuten del etiquetado de los productos alimenticios ysu impacto en la salud del consumidor Entre las principalesbarreras que presenta la incorporacioacuten de las nanopartiacutecu-las en la industria alimentaria es la percepcioacuten adversa delconsumidor infraestructura costosa para la produccioacuten ybaja inversioacuten industrial asimismo las patentes producidaspueden ser obstaacuteculo para la comercializacioacuten de productoselaborados con nanomateriales (Lee et al 2013) Ademaacutes esdifiacutecil identi1047297car los alimentos existentes que las contienenLos fabricantes han comprendido que la incertidumbre quehay en torno a estas partiacuteculas puede asustar a los consumi-dores Sin embargo la aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en laalimentacioacuten podriacutea permitir que disfrutemos de alimentos

maacutes saludables maacutes resistentes y de mayor durabilidad porlo que en la actualidad se encuentran en desarrollo variasinvestigaciones en torno a la aplicacioacuten de las nano1047297bras eneste sector

CONCLUSIONESEl electrohilado es una teacutecnica sencilla y econoacutemica

que permite utilizar diferentes materiales para elaborarnano1047297bras con propiedades y caracteriacutesticas uacutenicas lo que

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permite ser aplicadas en las aacutereas biomeacutedicas textil y dealimentos El uso de las nano1047297bras en estos sectores traeconsigo numerosas ventajas (mejora en los suplementosalimenticios inocuidad alimentaria liberacioacuten controlada decompuestos bioactivos y faacutermacos actividad antimicrobianaproteccioacuten contra los rayos ultravioleta entre otras maacutes) lascuales se convierten en bene1047297cios para el consumidor de los

productos que las contienen Pero tambieacuten es cierto que faltamucho por hacer en cuestioacuten de normatividad y reglamen-tacioacuten en productos que contienen estas nano1047297bras y susaplicaciones

PERSPECTIVASAuacuten no se tiene una normatividad que regule el uso

y aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas (nano1047297bras) en las aacutereasbiomeacutedicas textiles y alimentaria por lo que seriacutea de granintereacutes poder implementar dicha normatividad y homo-genizarla internacionalmente Por otra parte para futurasinvestigaciones resulta interesante determinar los efectostoxicoloacutegicos que las nano1047297bras podriacutean tener hacia el usua-

rio 1047297nal asegurando asiacute las aplicaciones que tendriacutean y conello realizar una difusioacuten mayor acerca de los bene1047297cios deluso de las nanopartiacuteculas para lograr una aceptacioacuten de lapoblacioacuten

AGRADECIMIENTOSA Conacyt por el apoyo al becario del Doctorado en

Ciencias M en C Miguel Angel Robles Garciacutea con nuacutemero deCVU 311260 y por el apoyo otorgado para estancia cortanacional con nuacutemero 234272

REFERENCIASAhmadi J (2009) Application of different levels of silver

nanoparticles in food on the performance and some bloodparameters of broiler chickens World Applied Sciences Jour-nal 7 (1) 24-27

Amna T Hassan M S Pandeya D R Khil M S amp Hwang I H(2013) Classy non-wovens based on animate L gasseri -in-animate poly (vinyl alcohol) upstream application in foodengineering Applied Microbiology and Biotechnology 97 (10)4523-4531

ANFACO-CECOPESCA (2009) Nanotecnologiacutea en alimentacioacutenBoletiacuten de Vigilancia Tecnoloacutegica

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and Engineering C Materials for Biological Applications 311772-1778

Castro-Enriacutequez D D Rodriacuteguez-Feacutelix F Ramiacuterez-Wong BTorres-Chaacutevez P I Castillo-Ortega M M Rodriacuteguez-FeacutelixD E Armenta-Villegas L amp Ledesma-Osuna A I (2012)Preparation characterization and release of urea from wheatgluten electrospun membranes Materials 5(12) 2903-2916

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Surfaces B Biointerfaces 79(1) 5-18Erem A D Ozcan G amp Skrifvars M (2011) Antibacterial activity

of PA6ZnO nanocomposite 1047297bers Textile Research Journal 81(16) 1638-1646

Erem A D Ozcan G amp Skrifvars M (2013) In vitro as-

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Volumen XVI Nuacutemero 252

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Volumen XVI Nuacutemero 250

nales el uso de estas nancaacutepsulas aumenta la solubilidad delos antioxidantes incrementando sus aplicaciones en estesector (Lee et al 2010)

Actualmente las nano1047297bras tambieacuten se han utilizadoen los recubrimientos y peliacuteculas comestibles en una ampliavariedad de alimentos entre los que encontramos frutasverduras carnes chocolates dulces productos de panaderiacutea

y papas fritas (Mohammed et al 2009) Se han producidopeliacuteculas comestibles de hidroxipropil metilcelulosa reforza-das con nanopartiacuteculas de celulosa microcristalina para seraplicadas a los alimentos con la 1047297nalidad que actuacuteen comobarreras de humedad de liacutepidos y gases y para prevenir lamigracioacuten de los componentes del aroma (Bilbao-Saacuteinz et al 2010) Se han elaborado peliacuteculas que contienen AgNPs in-corporadas en una matriz de alginato de sodio para recubrirfrutas y verduras logrando con esto una mayor conservacioacuten(Mohammed et al 2009)

Otra aplicacioacuten es la elaboracioacuten de materiales deenvase que contienen nanopartiacuteculas con agentes conserva-dores los cuales son liberados cuando los alimentos inician

su deterioro permitiendo con esto un suministro controladode nutrientes y de otros componentes de los alimentos au-mento de la biodisponibilidad de los compuestos bioactivosy alimentos funcionales ricos en nutrientes (Granda et al 2009 Shrivastava y Dash 2012) Asiacute mismo se han desarro-llado nanosensores que permiten detectar microorganismospatoacutegenos y micotoxinas presentes en los alimentos encualquier etapa de la produccioacuten o incluso en los puntos deventa cuya 1047297nalidad es garantizar la inocuidad alimentariaActualmente existen nanosensores para la determinacioacuten deE coli Salmonella infantis y Vibrio parahaemolyticus (Grandaet al 2009 Shrivastava y Dash 2012)

La teacutecnica de electrohilado tambieacuten ha sido aplicada

en la elaboracioacuten de nanocompuestos preparados con poli-vinil alcohol para encapsular Lactobacillus gasseri con el obje-tivo de preparar nanocaacutepsulas que protejan las propiedadesfuncionales de este probioacutetico Al lograr la sobrevivencia delprobioacutetico se logran tambieacuten bene1047297cios en el organismocomo el alivio de la hipercolestoleremia hipertensioacuten siacutento-mas posmenopaacuteusicos y anticarcinogeacutenesis Por otra partelos probioacuteticos tienen esplendidas e1047297cacias terapeacuteuticascontra diversos trastornos intestinales como la diarrea laintolerancia a la lactosa y enfermedades in1047298amatorias delintestino (Amna et al 2013)

La encapsulacioacuten de los nutrientes en nanoesferasaumenta la actividad bioloacutegica de suplementos dieteacuteticos

(Granda et al 2009) Las micelas pueden atrapar moleacuteculasnanopolares que comuacutenmente son insolubles incremen-tando la solubilidad y biodisponibilidad de compuestosbioactivos incluyendo liacutepidos antioxidantes saborizantesy vitaminas (Kaya y Mallikarjunan 2012) Otra aplicacioacuten delas nanoestructuras en la industria alimentaria es el uso enlos procesos de gelatinizacioacuten modi1047297cando con ello el valornutricional de los alimentos Tambieacuten se pueden utilizar enlas interfaces formadas por aceite-agua o aire-agua de lascuales depende la estabilidad de las espumas y emulsiones

alimentarias (ANFACO-CECOPESCA 2009) que son usadas enproductos como mayonesas y helados (Cushen et al 2012)

Por otro lado Ahmadi (2009) incorporoacute diferentesniveles de nanopartiacuteculas de plata en alimentos de pollosDicho autor reportoacute un incremento en peso de los pollosestudiados En el cultivo de plantas comestibles las nano-partiacuteculas tambieacuten han sido aplicadas en la germinacioacuten

de semillas con la 1047297nalidad de incrementar su produccioacutena traveacutes de la biotransformacioacuten de nanotubos de carbonoy nanopartiacuteculas de oacutexido de zinc y otros metales (Tabla 4)(Rico et al 2011)

Tabla 4 Nanopartiacuteculas utilizadas en cultivos de plantas co-mestiblesTable 4 Nanoparticles used in food crops

Nanopartiacutecula Planta

Aluminio Lechuga maiacutez pepinoraacutebano

Plata Lino pepino lechuga

Oacutexido de titanio (TiO2) EspinacasOacutexido de Cerio Maiacutez alfalfa

Oacutexido de zincOro

SoyaPepino lechuga

Silicio Calabaciacuten

Nanotubos de carboacuten depared muacuteltiple

Tomate

Fuente Rico et al 2011

A pesar de las grandes aplicaciones de las nanopar-tiacuteculas en los alimentos ha sido muy lenta su incorporacioacutenen este sector probablemente estaacute relacionada con la

legislacioacuten del etiquetado de los productos alimenticios ysu impacto en la salud del consumidor Entre las principalesbarreras que presenta la incorporacioacuten de las nanopartiacutecu-las en la industria alimentaria es la percepcioacuten adversa delconsumidor infraestructura costosa para la produccioacuten ybaja inversioacuten industrial asimismo las patentes producidaspueden ser obstaacuteculo para la comercializacioacuten de productoselaborados con nanomateriales (Lee et al 2013) Ademaacutes esdifiacutecil identi1047297car los alimentos existentes que las contienenLos fabricantes han comprendido que la incertidumbre quehay en torno a estas partiacuteculas puede asustar a los consumi-dores Sin embargo la aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas en laalimentacioacuten podriacutea permitir que disfrutemos de alimentos

maacutes saludables maacutes resistentes y de mayor durabilidad porlo que en la actualidad se encuentran en desarrollo variasinvestigaciones en torno a la aplicacioacuten de las nano1047297bras eneste sector

CONCLUSIONESEl electrohilado es una teacutecnica sencilla y econoacutemica

que permite utilizar diferentes materiales para elaborarnano1047297bras con propiedades y caracteriacutesticas uacutenicas lo que

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permite ser aplicadas en las aacutereas biomeacutedicas textil y dealimentos El uso de las nano1047297bras en estos sectores traeconsigo numerosas ventajas (mejora en los suplementosalimenticios inocuidad alimentaria liberacioacuten controlada decompuestos bioactivos y faacutermacos actividad antimicrobianaproteccioacuten contra los rayos ultravioleta entre otras maacutes) lascuales se convierten en bene1047297cios para el consumidor de los

productos que las contienen Pero tambieacuten es cierto que faltamucho por hacer en cuestioacuten de normatividad y reglamen-tacioacuten en productos que contienen estas nano1047297bras y susaplicaciones

PERSPECTIVASAuacuten no se tiene una normatividad que regule el uso

y aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas (nano1047297bras) en las aacutereasbiomeacutedicas textiles y alimentaria por lo que seriacutea de granintereacutes poder implementar dicha normatividad y homo-genizarla internacionalmente Por otra parte para futurasinvestigaciones resulta interesante determinar los efectostoxicoloacutegicos que las nano1047297bras podriacutean tener hacia el usua-

rio 1047297nal asegurando asiacute las aplicaciones que tendriacutean y conello realizar una difusioacuten mayor acerca de los bene1047297cios deluso de las nanopartiacuteculas para lograr una aceptacioacuten de lapoblacioacuten

AGRADECIMIENTOSA Conacyt por el apoyo al becario del Doctorado en

Ciencias M en C Miguel Angel Robles Garciacutea con nuacutemero deCVU 311260 y por el apoyo otorgado para estancia cortanacional con nuacutemero 234272

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Robles-Garciacutea Aplicaciones Biomeacutedicas Textiles y Alimentarias de Nanoestructuras XVI (2) 44-52 (2014)

Volumen XVI Nuacutemero 1251

permite ser aplicadas en las aacutereas biomeacutedicas textil y dealimentos El uso de las nano1047297bras en estos sectores traeconsigo numerosas ventajas (mejora en los suplementosalimenticios inocuidad alimentaria liberacioacuten controlada decompuestos bioactivos y faacutermacos actividad antimicrobianaproteccioacuten contra los rayos ultravioleta entre otras maacutes) lascuales se convierten en bene1047297cios para el consumidor de los

productos que las contienen Pero tambieacuten es cierto que faltamucho por hacer en cuestioacuten de normatividad y reglamen-tacioacuten en productos que contienen estas nano1047297bras y susaplicaciones

PERSPECTIVASAuacuten no se tiene una normatividad que regule el uso

y aplicacioacuten de las nanopartiacuteculas (nano1047297bras) en las aacutereasbiomeacutedicas textiles y alimentaria por lo que seriacutea de granintereacutes poder implementar dicha normatividad y homo-genizarla internacionalmente Por otra parte para futurasinvestigaciones resulta interesante determinar los efectostoxicoloacutegicos que las nano1047297bras podriacutean tener hacia el usua-

rio 1047297nal asegurando asiacute las aplicaciones que tendriacutean y conello realizar una difusioacuten mayor acerca de los bene1047297cios deluso de las nanopartiacuteculas para lograr una aceptacioacuten de lapoblacioacuten

AGRADECIMIENTOSA Conacyt por el apoyo al becario del Doctorado en

Ciencias M en C Miguel Angel Robles Garciacutea con nuacutemero deCVU 311260 y por el apoyo otorgado para estancia cortanacional con nuacutemero 234272

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