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Una nueva era en el diagnóstico: microláseres implantables

Existe un creciente interés por los láseres implantables que se pueden usar como fuente de luz para imaginología, diagnóstico y tratamiento. Un grupo de investigadores europeos ha desarrollado unos novedosos láseres autónomos y en miniatura que se pueden implantar en la córnea, la piel y la sangre completa, lo que abre nuevas posibilidades de detección y diagnóstico prolongados en el tiempo.

Salud

Los láseres cuentan con diversas ventajas frente a la fluorescencia, incluida la emisión de una longitud de onda estrecha y de gran intensidad, adecuada para diversas aplicaciones biomédicas. Los láseres implantados en el organismo pueden tener diversas aplicaciones, como la monitorización en tiempo real de parámetros fisiológicos como la glucosa y la temperatura. Un importante avance de los láseres implantables en el cuerpo humano es la capacidad para lograr la biocompatibilidad, evitando respuestas a cuerpo extraño más allá de niveles aceptables. Además, en determinados casos puede resultar deseable que los láseres sean biodegradables.

Uso de materiales biocompatibles para generar microláseres

Con el apoyo del programa Marie Skłodowska-Curie, el proyecto InjectableLasers ha desarrollado láseres a partir de materiales biocompatibles y biodegradables que son adecuados para su implantación en tejidos biológicos. «La idea era generar láseres del orden de decenas de micrómetros, lo suficientemente pequeños como para inyectarlos en el torrente sanguíneo, los fluidos corporales y los tejidos sin que esto suponga un gran impacto para el anfitrión. Transcurrido un tiempo y dependiendo del material empleado, los láseres se degradarán completamente y serán absorbidos por el organismo sin que se produzcan efectos secundarios», explica el socio de la investigación Matjaž Humar. Para construir los microláseres, los empleados utilizaron los polímeros transparentes ácido poli-láctico-co-glicólico (PLGA) y ácido poli-láctico (PLA), los cuales se utilizan de forma rutinaria en el ámbito clínico para implantes médicos, suturas y el suministro de fármacos. Los láseres fueron fabricados en forma de microesferas con un tamaño de 10 µm a 25 µm y con un tinte fluorescente en su interior, todo ello con materiales autorizados para su uso en humanos y, por lo general, no tóxicos. Los láseres fueron bombeados por una fuente de luz externa. De manera alternativa, los investigadores utilizaron bioluminiscencia para bombear las microcavidades esféricas por primera vez, para generar una emisión de tipo láser, sin usar ninguna fuente de iluminación externa.

Rendimiento del microláser y perspectiva de cara al futuro

Los investigadores evaluaron el rendimiento de estos microláseres autónomos en diferentes entornos biológicos y los resultados fueron prometedores. Durante InjectableLasers, el rendimiento en la sangre de los láseres en miniatura resultó ser tan eficiente como en el agua, lo que indica que los componentes de la sangre completa no interfieren con la emisión del láser. Por otra parte, los microláseres presentaron una eficiencia similar al inyectarse en la córnea que al depositarse sobre la piel de animales. De forma general, los socios del proyecto demostraron que se pueden fabricar láseres en miniatura a partir de materiales biocompatibles y biodegradables, y que estos son adecuados para su uso tanto en tejidos blandos como en la sangre. De acuerdo con Humar, «nuestros láseres han sido construidos totalmente a partir de biomateriales y materiales aprobados para su uso médico, mientras que la mayoría de los láseres biológicos disponibles también contienen materiales no biodegradables o no compatibles». En su conjunto, el trabajo realizado durante el proyecto InjectableLasers abre nuevas vías para el uso médico de láseres en miniatura y biocompatibles para el diagnóstico y tratamiento basado en la luz, así como para la investigación. El trabajo actual continuará en el marco de una subvención de inicio del CEI «Láseres-célula» concedida a Humar, quien seguirá utilizando los láseres biocompatibles para estudiar los procesos biofísicos y bioquímicos que tienen lugar a nivel celular.

Palabras clave

InjectableLasers, biocompatible, biodegradable, ácido poli-láctico-co-glicólico (PLGA), ácido poli-láctico (PLA), sangre, piel, córnea

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