Scielo RSS <![CDATA[Mundo nano. Revista interdisciplinaria en nanociencias y nanotecnología]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=2448-569120210002&lang=pt vol. 14 num. 27 lang. pt <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[The role of nanoscience and nanotechnology in the strife against the Covid-19 pandemic]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2448-56912021000200201&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Resumen: En diciembre de 2019, surge en China el virus coronavirus de tipo 2 causante del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) y con ello la enfermedad por coronavirus Covid-19. Este virus resultó más contagioso que sus predecesores, lo cual desató una pandemia tras cuatro meses del primer caso reportado. De cara a ello, se prioriza el desarrollo de un tratamiento y una vacuna, así como la mejora de los actuales métodos de diagnóstico. Este artículo de revisión explora los aportes que la nanociencia ha hecho, lo que se encuentra en desarrollo y qué puede proveer para el seguimiento y contención de la pandemia. Se muestra cómo se ha aprovechado la resonancia del plasmón de superficie (RPS) para mejorar y miniaturizar los sistemas de medición. Asimismo, se presentan detalles sobre el desarrollo de una potencial vacuna basada en nanomateriales y ARN mensajero, explicando los métodos de síntesis, la formulación y el mecanismo de acción. De acuerdo con la información disponible, es posible que esta vacuna logre una inmunización eficiente contra el SARS-CoV-2, lo cual sería uno de los mayores hitos en los campos de la nanociencia y la nanotecnología.<hr/>Abstract: In December 2019, the coronavirus type 2 causing severe acute respiratory syndrome (SARS-CoV-2) emerged in China, and with it the coronavirus disease Covid-19. This virus was more contagious than its predecessors, sparking a pandemic after four months of the first reported case. In view of this, priority is given to the development of a treatment and a vaccine, as well as the improvement of current diagnostic methods. This review article explores the contributions that nanoscience has made, what is in development and what it can provide for the monitoring and containment of the pandemic. It is shown how surface plasmon resonance (RPS) has been used to improve and miniaturize measurement systems. Likewise, details are presented on the development of a potential vaccine based on nanomaterials and messenger RNA, explaining the synthesis methods, formulation and mechanism of action. Based on available information, it is possible that this vaccine will achieve efficient immunization against SARS-CoV-2, which would be one of the greatest milestones in the fields of nanoscience and nanotechnology. <![CDATA[Integrated nanomaterials for the development of a primary prevention equipment facing Covid-19]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2448-56912021000200202&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Resumen: El interés de esta revisión surge del impacto que ha tenido el Covid-19 a nivel mundial. Se proporcionan antecedentes relacionados con la descripción general de los virus, hasta llegar al SARS-CoV-2. Dentro de estos se menciona el posible origen de la pandemia, las recomendaciones emitidas por la Organización Mundial de la Salud (OMS), y, finalmente, las alternativas que se tienen actualmente para combatir al SARS-CoV-2 a partir de la experiencia obtenida ante otros virus y bacterias. Dentro de estas opciones, se dan a conocer algunas posibles áreas de aplicación de la nanotecnología, como herramienta de diagnóstico, tratamiento y/o prevención. Finalmente, la revisión se enfoca en mencionar algunos de los desarrollos realizados en diferentes países para la elaboración de equipo de protección personal (EPP) y material filtrante en general, como mecanismo de prevención primaria ante infecciones virales.<hr/>Abstract: The interest of this review arises from the impact that Covid-19 has had worldwide. Information related to the general description of viruses is provided, up to SARS-CoV-2. These include the possible origin of the pandemic, the recommendations issued by the World Health Organization (WHO), and finally the alternatives currently available to combat SARS-CoV-2 based on the experience obtained with other viruses and bacteria. Within these options, some possible areas of application of nanotechnology are presented, as a diagnostic, treatment and/or prevention tool. Finally, the review focuses on mentioning some of the developments that have been carried out in different countries for the development of personal protective equipment (PPE) and filter material in general, as a primary prevention mechanism against viral infections. <![CDATA[The potential of Ag and Cu nanoparticles for the manufacture of photocatalytic coatings to mitigate the spread of COVID-19]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2448-56912021000200203&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Resumen: En el trabajo se aborda el uso de diferentes tipos de nanopartículas (NPs) con propiedades fotocatalíticas y antimicrobianas, con posible uso en la mitigación de la propagación del virus SARS-CoV-2 que provoca la enfermedad COVID-19. El trabajo está estructurado con énfasis en el mecanismo por el cual las NPs de Ag y Cu pueden eliminar virus y bacterias. Posteriormente, se aborda la preparación de materiales, como las zeolitas, que contienen impregnadas las NPs de Ag y Cu. Otras de las NPs presentadas son las de ZnO y TiO2, las cuales también presentan alta eficiencia para eliminar microrganismos. Por último, se analizan algunos trabajos en donde las NPs, en suspensión o soportadas, se emplearon para preparar recubrimientos fotocatalíticos, los cuales fueron evaluados para la degradación de algunos contaminantes atmosféricos; no obstante, lo más interesante fue su uso como recubrimientos antibacterianos. Si bien, la mayoría de los trabajos analizados se enfocan en comprobar las propiedades antimicrobianas de los recubrimientos fotocatalíticos, su uso se puede extender hacia la inactivación de virus, como el SARS-CoV-2. Esto permitiría utilizar estos recubrimientos en zonas con alta presencia del virus, como es el caso de hospitales o áreas de alto contacto humano.<hr/>Abstract: In this work, the use of photocatalytic and antimicrobial nanoparticles (NPs) is shown as an alternative to mitigate the virus SARS-CoV-2, which causes the COVID-19. The work is structured with emphasis in the mechanisms followed by Ag and Cu NPs to inactivate virus and bacteria. Furthermore, the preparation of materials, as zeolites, impregnated with NPs of Ag and Cu is presented. Also, the use of other type of NPs, like ZnO and TiO2 is treated, presenting high efficiency to inactivate microorganisms. Finally, the studies presenting the use of NPs supported or non-supported to prepare photocatalytic coatings are revised. These coatings were evaluated to degrade air pollutants; however, their use as antimicrobial agents is of high interest. Knowing the antimicrobial properties of NPs to remove microorganisms, their applications can be extended to inactive viruses, such as the SARS-CoV-2. This would encourage the use of these coatings in places presenting important outbreaks of COVID-19 and hospitals. <![CDATA[Macrophage cellular responses to metal oxide nanoparticles]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2448-56912021000200204&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Resumen: Recientemente las nanopartículas de óxidos metálicos han recibido especial atención por su amplio espectro de propiedades únicas que pueden tener múltiples aplicaciones en la investigación y la industria. Debido al incremento del mercado de la nanotecnología, se espera que en los próximos años la síntesis y el uso de nanomateriales aumente considerablemente, por lo cual es de vital importancia evaluar los efectos de la exposición de nanomateriales en sistemas biológicos. Por ello, la nanotoxicología tiene como objetivo evaluar la toxicidad de los nanomateriales, íntimamente ligada a sus parámetros fisicoquímicos como tamaño y forma, entre otros. En esta revisión, nos enfocamos en las respuestas celulares desencadenadas por macrófagos a causa de la exposición a nanopartículas de óxidos metálicos, pues los macrófagos son las primeras células en interaccionar con las nanopartículas una vez que ingresan al organismo, y tienen la habilidad de fagocitarlas por distintos mecanismos. La interacción con algunas nanopartículas óxido metálicas causan alteración en la expresión de genes que modulan el fenotipo y las funciones de los macrófagos. Esta modulación puede ser aprovechada para inmunoterapia contra el cáncer; sin embargo, es de suma importancia estudiar si esta modulación dirige a inmunotoxicidad, la cual impacta directamente de manera negativa en las funciones primordiales de los macrófagos y, por lo tanto, del sistema inmunológico.<hr/>Abstract: Recently, metal oxide nanoparticles received special attention due to their broad spectrum of unique properties with applications in research and industry. Because of to the raising of the nanotechnology market, the synthesis and use of nanomaterials are expected to increase considerably in the coming years. Thus, it is crucial to test the effects of nanomaterial exposure in biological systems. To achieve this, nanotoxicology aims to evaluate nanomaterials’ toxicity that correlates to the physicochemical parameters such as size and shape. In this review, we focus on macrophages’ cellular responses exerted by their exposure to metal oxide nanoparticles. Since macrophages are the first cells to interact with nanoparticles once they enter the body, they are able to uptake them by different mechanisms. The interaction with some metal oxide nanoparticles causes an alteration in the expression of genes that modulate macrophages’ phenotype and functions. This modulation can be used for immunotherapy against cancer; however, it is of utmost importance to study whether this modulation leads to immunotoxicity, which directly impacts the primary functions of macrophages, and therefore the immune system. <![CDATA[Biocompatibility and microbial activity of silver sulfide nanostructured for application in biomaterials: a systematic review]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2448-56912021000200205&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Resumen: Actualmente nos enfrentamos a un panorama díficil por la marcada resistencia antibiotica a los agentes antimicrobianos existentes. Las infecciones microbianas representan una importante amenaza clínica por lo que es necesario buscar alternativas de nuevos agentes, realizando pruebas de sensibilidad microbiana y de biocompatibilidad. El objetivo de esta revisión es realizar una búsqueda sistemática sobre la actividad microbiana y la biocompatibilidad de nanoestructuras de sulfuro de plata, para aplicaciones en los biomateriales. La búsqueda se realizó en las bases de datos ScienceDirect, Web of science y PubMed en octubre de 2020, utilizando las palabras clave: biocompatibilidad, viabilidad celular, actividad antimicrobiana o efecto antifúngico. Se siguieron los lineamientos del PRISMA para las revisiones sistemáticas. Los trece artículos incluidos de estudios in vitro o in vivo mostraron que las nanoestructuras de sulfuro de plata inhiben microrganismos Gram(+) y Gram (-) como S. aureus y E. coli, respectivamente, sin importar el tamaño. Puntos cuánticos menores a 5 nm de sulfuro de plata presentan más del 65% de viabilidad celular con fibroblastos o células humanas. Se concluye que la actividad antimicrobiana y viabilidad celular que presentan las nanoestructuras de sulfuro de plata no mostraron una dependencia con el tamaño y la concentración, pero podrían utilizarse en biomateriales.<hr/>Abstract: We are currently facing a difficult outlook due to the marked antibiotic resistance to existing antimicrobial agents. Microbial infections represent an important clinical threat, which is why it is necessary to look for alternatives for new agents, carrying out tests for microbial sensitivity and biocompatibility. The aim of this review is to do a systematic search about the microbial activity and the biocompatibility of silver sulfide nanostructured for biomaterial applications. The search was carried out in October 2020 in the ScienceDirect, Web of science y PubMed databases by using the keywords, biocompatibility, cell viability, antimicrobial activity or antifungal effect. The PRISMA recommendations for systematic reviews were used. From thirteen full-text articles included about in vitro or in vivo studies shown that silver sulfide nanostructures inhibited Gram (+) and Gram (-) microorganisms such as, S. aureus and E. coli, respectively, regardless of size of nanoparticles. Quantum dots smaller than 5 nm of silver sulfide presented over 65% cell viability with fibroblasts or human cells. It is concluded that the antimicrobial activity and cell viability exhibited by the silver sulfide nanostructures do not show a dependence with size and concentration, but it could be used in biomaterials. <![CDATA[Impact of the COVID-19 pandemic on research and teaching in nanosciences and nanotechnology in Mexico]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2448-56912021000200301&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Resumen: Desde que en México se comenzaron a tomar medidas ante la pandemia COVID-19 en marzo de 2020, los impactos sociales, económicos y políticos, y sus implicaciones en la investigación, desarrollo y docencia, en múltiples áreas del conocimiento se han diversificado y ahondado. Las nanociencias y la nanotecnología (NyN) ciertamente no son la excepción. Este artículo presenta los principales resultados de una amplia encuesta realizada a investigadores e investigadoras del país trabajando en algún área de las NyN, la cual representa una tercera parte de dicha comunidad. Analiza las condiciones de trabajo y vida cotidiana en confinamiento, la productividad y desarrollo de proyectos de investigación, el apoyo institucional, acceso a fondos y la gestión de financiamiento, y los impactos en la titulación de personal altamente calificado y en la docencia. Se concluye que, en términos generales, el retraso en la investigación y titulación de personal altamente calificado en NyN se ubica, por lo menos, en el rango de 2 a 3 años, un retraso que puede ser, sin embargo, una buena oportunidad para propiciar mejores prácticas de investigación, docencia, administración y gestión institucional que permitan construir una resiliencia deseable en la actividad científica-educativa del país, tanto en el ámbito de las NyN, como en otras áreas.<hr/>Abstract: Since Mexico began to take measures against the COVID-19 pandemic in March 2020, the social, economic and political impacts and their implications for research, development and teaching in multiple areas of knowledge have diversified and deepened. Nanosciences and nanotechnology (N&amp;N) are certainly no exception. This paper presents the main outcomes of a broad survey carried out among researchers in the country working in some area of N&amp;N, which represents a third of said community. It analyzes the conditions of work and daily life in confinement, the productivity and development of research projects, institutional support, access to funds and financial management, and the impacts on the qualification of highly qualified personnel and on teaching. It is concluded that, in general terms, the delay in the research and qualification of that can be however a good qualified personnel in N&amp;N is located, at least, in the range of 2 to 3 years, a delay that can be a good opportunity to promote better practices of research, teaching, institutional administration and management that allow building a desirable resilience in the scientific-educational activity of the country, both in the N&amp;N field and in other areas. <![CDATA[Biosynthesis of gold nanoparticles (AuNPs) and the reducing agents in the process]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2448-56912021000200303&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Resumen: Las nanopartículas metálicas (NPs) se utilizan debido a sus excelentes propiedades físicas, químicas y biológicas, intrínsecas a su tamaño, por lo que existe un auge en el uso de estas en diversos campos y, recientemente, debido a la pandemia por el coronavirus. Las NP de cobre comenzaron a incorporarse en suministros médicos, como máscaras faciales o cubrebocas. Las NP normalmente se obtienen mediante síntesis inorgánica, no obstante, las metodologías que se utilizan para su obtención son en términos generales costosas e implican el uso de químicos peligrosos, lo cual ha incrementado el desarrollo de alternativas sostenibles y amigables con el medio ambiente, como uno de los principales objetivos de la nanotecnología. En este trabajo, se realizó la síntesis y caracterización de AuNPs de seis extractos de plantas que en la medicina tradicional se utilizan para el cuidado de enfermedades respiratorias, considerando que la biosíntesis de nanopartículas es de gran importancia al permitir obtener NP estables a través de un método amigable con el ambiente, rápido y económico. Las NP obtenidas se pueden utilizar en diferentes campos, representan incluso una buena opción para agregarse a los suministros médicos, como las AuNPs obtenidas a partir del extracto de manzanilla que resultaron ser esféricas, de 20 nm, y bien dispersas, estas podrían ser aplicadas por vía oral, como nanocápsulas que se eliminen fácilmente del cuerpo humano, o mediante aerosol, como posible tratamiento primero para la neumonía y el SARS-CoV-2, y, posteriormente, para otras enfermedades nosocomiales. Y para responder a la pregunta sobre ¿qué agentes reductores intervienen en el proceso de biosíntesis de AuNPs?, proponemos que el ácido málico puede estar actuando como agente reductor, y el grupo amino como agente estabilizador; de este modo, realizamos una síntesis con ácido málico y obtuvimos NP estables. Sin embargo, no descartamos otros metabolitos, enzimas y/o proteínas que podrían estar involucradas.<hr/>Abstract: Metallic nanoparticles (NPs) are being used mainly because they have excellent physical, chemical and biological properties, intrinsic to their size, therefore there is a boom in the use of these nanoparticles in various fields and recently, due to the pandemic about coronavirus. Copper NPs began to be used for use in medical supplies such as face masks. NPs are normally obtained through inorganic synthesis, however, the methodologies used to obtain them are in general terms expensive and involve the use of hazardous chemicals, which has increased the development of sustainable and environmentally friendly alternatives, as one of the main objectives of nanotechnology. Considering that nanoparticle biosynthesis is of greatest importance since it allowed obtaining organic NPs through an environmentally friendly; quick and inexpensive. In this work, the synthesis and characterization of AuNPs of six different plant extracts that in traditional medicine are used for respiratory diseases care, were performed. These NPs can be used in different fields; even they represent a good option to be added to medical supplies. As the AuNPs obtained from chamomile extract that turned out to be spherical, 20 nm in diameter, and well dispersed, these could be applied orally, as nanocapsules that are easily eliminated from the human body, or by aerosol, as a possible treatment for the pneumonia and SARS-CoV-2, in addition later for other nosocomial diseases. And to answer the question of what or which reducing agents are involved in the process? We proposed that, for biological synthesis, malic acid may be acting as a reducing agent and the amino group as a stabilizing agent, so we performed a synthesis with malic acid and obtained stable NPs. However, we do not dismiss other metabolites enzymes and/or proteins that could be involved in the process.