ZIENTZIA
Desarrollan material láser con aplicaciones médicas
Un nuevo láser diseñado entre otros, por científicos de la UPV, emite de forma estable y eficiente una luz roja con fines terapéuticos. Está basado en la utilización de dos colorantes confinados en nanopartículas dispersas en agua. En el futuro será aplicable en biomedicina.
Jon Adan
Un equipo de investigadores de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV, junto con investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Complutense de Madrid, ha logrado desarrollar un nuevo material láser capaz de penetrar con mayor profundidad en los tejidos. Los científicos esperan que pronto tenga aplicaciones prácticas en biomedicina. El trabajo ha sido publicado en la revista “Nature Photonics”.
«Hemos conseguido un nuevo láser, de rayos rojos más resistentes y tecnológicamente más eficiente, con el objetivo principal de que penetre más en profundidad en las membranas para posteriores usos médicos, como potenciar las técnicas de diagnóstico por láser, o para eliminar posibles células cancerígenas», explica Iñigo López, investigador en la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV-EHU y participante en el proyecto.
«Para que esto sea posible se necesita que la radiación del láser sea lo más roja posible, ya que su mayor longitud de onda permite profundizar aún más en los tejidos», añade. En este sentido, los científicos que han colaborado en este proyecto han obtenido por primera vez una emisión eficiente y duradera de luz láser roja gracias a la incorporación de dos moléculas colorantes que se presentan confinadas en nanopartículas de látex dispersas en agua.
«La utilización, en biomedicina, de emisores de luz roja, con una longitud de onda superior a 650 nanómetros (millonésima parte de un milímetro) tiene ciertas ventajas, ya que los tejidos biológicos son más transparentes ante ella y la luz puede profundizar más, lo que facilita su uso en cirugía y en tratamientos de terapia fotodinámica basados en la activación por luz de medicamentos ingeridos», comentad Iñigo López.
Según resalta este investigador, hasta ahora el uso de colorantes comerciales para estas aplicaciones estaba limitado: «En cuanto les llegaba la radiación, esos colorantes fotoquímicamente se degradaban y se estropeaban, lo que reducía la utilidad tecnológica del láser y hacia aumentar el coste económico».
Técnica con muchas ventajas
Para resolver estos problemas, este grupo de científicos decidió recurrir a un proceso de transferencia de energía conocido como Forster Resonance Energy Transfer (FRET, por sus siglas en inglés), basado en incorporar dos colorantes: uno es el «donador», capaz de absorber la radiación de excitación y que apenas se daña, y otro el «aceptor», que emite luz tras haber recibido la energía del primero.
«Empleamos los colorantes de Rhodamina 6G, de color rojo, como donador y Azul de Nilo como aceptor, que emitirá un rojo más profundo tras obtener la energía del primer colorante. Para garantizar la transferencia de energía hemos juntado los dos colorantes en nanopartículas poliméricas de 50 nanómetros de diámetro dispersas en agua», indica López. «Ese proceso se produce muy rápidamente, por debajo de los 500 picosegundos (1 picosegundo es la billonésima parte de un segundo)», matiza.
De esta manera se ha elaborado un nuevo material láser de luz roja de alrededor de 700 nanómetros de longitud de onda que mejora la eficiencia y la estabilidad de los colorantes. «Antes, con 2.000 pulsos de luz se degradaban y estropeaban; con el nuevo láser y después de 50.000 golpes de luz, hemos comprobado que los colorantes solamente se han degradado en un 8%».
En cuanto al campo de aplicación de este nuevo material en biomedicina, según explica este investigador, será muy amplio: «Al penetrar más en profundidad en la piel, podrá aplicarse para potenciar las técnicas de diagnóstico por láser o para técnicas de microscopía. También para ayudar a eliminar tumores en lo que llamamos terapia fotodinámica del cáncer; una vez ingerido el medicamento correspondiente, irradiamos con el láser en la zona exacta activando el medicamento ingerido previamente para eliminar esas células cancerígenas».
Además, los investigadores destacan que el material diseñado elimina la necesidad de utilizar grandes volúmenes de disolventes orgánicos, la mayoría tóxicos y carcinogénicos, que exige el uso convencional de estos colorantes en disolución, evitando así la generación de residuos nocivos para la salud y el medio ambiente. «En esta ocasión, las nanopartículas, al encontrarse suspendidas en agua, hemos evitado estos materiales, obteniendo un láser sostenible», concluye Iñigo.
