Micropartícula

Las micropartículas son partículas con un tamaño comprendido entre 0,1 y 100 μm. Las micropartículas disponibles comercialmente se encuentran en una amplia variedad de materiales, como cerámica , vidrio , polímeros y metales . ^{[ 2 ]} Entre las micropartículas que encontramos en la vida cotidiana se incluyen el polen , la arena, el polvo, la harina y el azúcar glas. El estudio de las micropartículas se ha denominado micromerítica , ^{[ 3 ]} aunque este término no es muy común.

Las micropartículas tienen una relación superficie-volumen mucho mayor que a escala macroscópica, por lo que su comportamiento puede ser muy diferente. Por ejemplo, las micropartículas metálicas pueden ser explosivas en el aire.

Las microesferas son micropartículas esféricas, ^{[ 4 ]} y se utilizan cuando es importante un área superficial de partícula consistente y predecible.

En los sistemas biológicos, una micropartícula es sinónimo de una microvesícula , un tipo de vesícula extracelular (VE).

Las pruebas de embarazo caseras utilizan micropartículas de oro. En el artículo sobre microesferas se enumeran muchas otras aplicaciones .

Un estudio reciente demostró que las micropartículas inmunomoduladoras con carga negativa infundidas podrían tener un uso terapéutico en enfermedades causadas o potenciadas por monocitos inflamatorios. ^{[ 5 ]}

Las micropartículas también se pueden utilizar durante procedimientos de embolización mínimamente invasivos , como la embolización de la arteria hemorroidal . ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Las microesferas son pequeñas partículas esféricas con diámetros del orden de los micrómetros (normalmente de 1  μm a 1000  μm (1  mm)). A veces se las denomina micropartículas esféricas. En general, las microesferas son sólidas o huecas y no contienen fluido en su interior, a diferencia de las microcápsulas.

Las microesferas pueden fabricarse con diversos materiales naturales y sintéticos . Existen microesferas de vidrio, polímero , metal y cerámica disponibles comercialmente. ^{[ 8 ]} Las microesferas sólidas y huecas varían ampliamente en densidad y, por lo tanto, se utilizan para diferentes aplicaciones. Las microesferas huecas se utilizan normalmente como aditivos para reducir la densidad de un material. Las microesferas sólidas tienen numerosas aplicaciones, dependiendo del material del que estén hechas y de su tamaño.

El polietileno , el poliestireno y las microesferas expandibles son los tipos más comunes de microesferas de polímero.

Las microesferas de poliestireno se utilizan habitualmente en aplicaciones biomédicas debido a su capacidad para facilitar procedimientos como la clasificación celular y la inmunoprecipitación. Las proteínas y los ligandos se adsorben al poliestireno de forma fácil y permanente, lo que hace que las microesferas de poliestireno sean idóneas para la investigación médica y los experimentos de laboratorio biológico.

Las microesferas de polietileno se utilizan comúnmente como relleno permanente o temporal. Su bajo punto de fusión permite que creen estructuras porosas en cerámica y otros materiales. La alta esfericidad de las microesferas de polietileno, así como la disponibilidad de microesferas coloreadas y fluorescentes, las hace muy útiles para la visualización y el análisis de flujos de fluidos , técnicas de microscopía, ciencias de la salud, resolución de problemas de procesosy numerosas aplicaciones de investigación. Las microesferas de polietileno cargadas también se utilizan en pantallas digitales de papel electrónico. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

Las microesferas expandibles son microesferas de polímero que se utilizan como agente espumante, por ejemplo, en tintas para impresión 3D, recubrimientos para bajos de automóviles y moldeo por inyección de termoplásticos. También se pueden usar como relleno ligero en materiales como mármol cultivado, pinturas al agua y masillas para juntas. Las microesferas de polímero expandibles pueden expandirse hasta más de 50 veces su tamaño original al aplicarles calor. La pared exterior de cada esfera es una capa termoplástica que encapsula un hidrocarburo de bajo punto de ebullición. Al calentarse, esta capa exterior se ablanda y se expande debido a la presión que ejerce el hidrocarburo sobre la pared interna.

Las microesferas de vidrio se utilizan principalmente como relleno y voluminizador para la reducción de peso, retrorreflector para la seguridad vial, aditivo para cosméticos y adhesivos, con aplicaciones limitadas en tecnología médica.

Las microesferas fabricadas con vidrio de alta transparencia pueden funcionar como microcavidades ópticas o microresonadores ópticos de muy alta calidad.

Las microesferas cerámicas se utilizan principalmente como medio de molienda.

Se prepararon microesferas huecas cargadas con el fármaco en su capa exterior de polímero mediante un novedoso método de difusión de disolvente en emulsión y una técnica de secado por pulverización.

Las microesferas varían ampliamente en cuanto a calidad, esfericidad, uniformidad, tamaño de partícula y distribución del tamaño de partícula. Es necesario seleccionar la microesfera adecuada para cada aplicación específica.

Cada día se descubren nuevas aplicaciones para las microesferas. A continuación, presentamos solo algunas:

• Ensayo : las microesferas recubiertas proporcionan una herramienta de medición en biología e investigación de fármacos.
• Flotabilidad : Las microesferas huecas se utilizan para disminuir la densidad del material en plásticos (vidrio y polímeros ); las microesferas de flotabilidad neutra se utilizan con frecuencia para la visualización del flujo de fluidos.
• Velocimetría de imágenes de partículas : se utilizan microesferas sólidas o huecas para la visualización del flujo ; la densidad de la partícula debe coincidir con la del fluido. ^{[ 12 ]}
• Cerámica : se utiliza para crear cerámicas porosas empleadas en filtros (microesferas que se funden durante la cocción, microesferas de polietileno) o para preparar hormigón ligero de alta resistencia. ^{[ 13 ]}
• Cosméticos : Las microesferas opacas se utilizan para disimular arrugas y dar color. Las microesferas transparentes proporcionan una textura suave y uniforme durante la aplicación (microesferas de polietileno).
• Deconvolución : Se requieren microesferas fluorescentes pequeñas (<200 nanómetros) para obtener una función de dispersión de punto experimental que permita caracterizar microscopios y realizar la deconvolución de imágenes.
• Administración de fármacos : como cápsulas de liberación prolongada en miniatura hechas, por ejemplo, de polímeros. Un uso similar es como recubrimientos de agentes de contraste de microburbujas utilizados en ecografía con contraste .
• Papel electrónico : microesferas de doble función utilizadas en el papel electrónico Gyricon.
• Aislamiento: las microesferas de polímero expandible se utilizan para el aislamiento térmico y la amortiguación del sonido.
• Cuidado personal : se añade a los exfoliantes como agente exfoliante (microesferas de polietileno).
• Espaciadores: se utilizan en pantallas LCD para proporcionar un espaciado preciso entre los paneles de vidrio.
• Estándares : las microesferas monodispersas se utilizan para calibrar tamices de partículas y aparatos de conteo de partículas.
• Retroreflectante : se añade sobre la pintura utilizada en carreteras y señales para aumentar la visibilidad nocturna de las líneas y señales viales (vidrio).
• Agente espesante: se añade a pinturas y resinas epoxi para modificar la viscosidad y la flotabilidad.
• Los fármacos pueden formularse como microesferas flotantes de HBS. A continuación se presenta una lista de fármacos que pueden formularse como microesferas: Repaglinida , Cimetidina , Rosiglitazona , Nitrendipina , Aciclovir , Clorhidrato de Ranitidina , Misoprostol , Metformina , Aceclofenaco , Diltiazem , L-Dopa y benserazida, Fluorouracilo.

Algunos se refieren a las microesferas o protocélulas proteicas como pequeñas unidades esféricas que algunos científicos postulan como una etapa clave en el origen de la vida .

En 1953, Stanley Miller y Harold Urey demostraron que muchas biomoléculas simples podían formarse espontáneamente a partir de compuestos precursores inorgánicos en condiciones de laboratorio diseñadas para imitar las existentes en la Tierra antes de la evolución de la vida. De particular interés fue el considerable rendimiento de aminoácidos obtenidos, ya que los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas .

En 1957, Sidney Fox demostró que las mezclas secas de aminoácidos podían polimerizarse al exponerlas a calor moderado. Cuando los polipéptidos resultantes , o proteinoides , se disolvían en agua caliente y se dejaba enfriar la solución, formaban pequeñas estructuras esféricas de aproximadamente 2  μm de diámetro : las microesferas. En condiciones adecuadas, las microesferas generan nuevas esferas en sus superficies.

Aunque de apariencia similar a la de una célula , las microesferas no están vivas en sí mismas. Si bien se reproducen asexualmente por gemación, no transmiten ningún tipo de material genético . Sin embargo, podrían haber sido importantes en el desarrollo de la vida, al proporcionar un volumen rodeado por una membrana similar al de una célula. Las microesferas, al igual que las células, pueden crecer y contienen una doble membrana que experimenta difusión de materiales y ósmosis . Sidney Fox postuló que, a medida que estas microesferas se volvieran más complejas, llevarían a cabo funciones más parecidas a las de los seres vivos. Se convertirían en heterótrofos, organismos con la capacidad de absorber nutrientes del medio ambiente para obtener energía y crecer. A medida que la cantidad de nutrientes en el medio ambiente disminuía en ese período, aumentaba la competencia por esos valiosos recursos. Los heterótrofos con reacciones bioquímicas más complejas tendrían ventaja en esta competencia. Con el tiempo, evolucionarían organismos que utilizarían la fotosíntesis para producir energía.

Un descubrimiento útil derivado de la investigación con microesferas es una forma de combatir el cáncer a nivel molecular. Según Wake Oncologists, las microesferas SIR-Spheres son esferas de polímero radiactivo que emiten radiación beta . Los médicos insertan un catéter a través de la ingle hasta la arteria hepática y administran millones de microesferas directamente al sitio del tumor. Las microesferas SIR-Spheres se dirigen a los tumores hepáticos y preservan el tejido hepático sano. La tecnología de microesferas para el cáncer es la última tendencia en la terapia oncológica . Ayuda al farmacéutico a formular el producto con el máximo valor terapéutico y efectos secundarios mínimos o insignificantes. Una desventaja importante de los fármacos anticancerígenos es su falta de selectividad para el tejido tumoral, lo que provoca efectos secundarios graves y bajas tasas de curación. Por lo tanto, es muy difícil atacar las células anormales mediante el método convencional de administración de fármacos. La tecnología de microesferas es probablemente el único método que puede utilizarse para una acción específica en el sitio (una afirmación exagerada), sin causar efectos secundarios significativos en las células normales. ^{[ 14 ]}

Las micropartículas pueden liberarse como microvesículas extracelulares de glóbulos rojos , glóbulos blancos , plaquetas o células endoteliales . Se cree que estas micropartículas biológicas se desprenden de la membrana plasmática de la célula como entidades unidas a una bicapa lipídica que suelen ser mayores de 100 nm de diámetro. El término "micropartícula" se ha utilizado con mayor frecuencia en este sentido en la literatura sobre hemostasia , generalmente como un término para las EV plaquetarias que se encuentran en la circulación sanguínea . Debido a que las EV conservan la composición proteica de membrana característica de la célula de origen, las MP y otras EV pueden transportar información útil, incluidos ^{biomarcadores de enfermedades. Pueden detectarse y caracterizarse mediante métodos como la citometría de flujo [} 15 ] o la ^{dispersión dinámica} de la luz . 

• Coacervado
• Luminiscente
• Proteinoide
• Microencapsulación
• Microesferas
• Nanopartícula

• Imágenes de microesferas para diversas aplicaciones.