(España) han
comenzado a diseñar un sensor óptico con nanopartículas, integrable en la
cámara de los teléfonos móviles inteligentes, para detectar el nivel de glucosa
en la lágrima de las personas con diabetes. El proyecto Nanotears está liderado
por el Grupo de Investigación de Óptica (GROC) y se desarrolla con la
colaboración del Servicio de Oftalmología del Hospital General Universitario de
Castelló y la empresa BQ. Además, esta iniciativa es la primera de la UJI que
recibe una ayuda Marie Skłodowska-Curie de la modalidad becas individuales del
programa europeo Horizonte 2020.
El objetivo
principal de Nanotears es fabricar nanopartículas con tecnología láser basada
en la ruptura nanométrica del material deseado mediante el uso de un láser
pulsado. Uno de los puntos clave de este método es que no genera residuos
durante la producción, lo que le caracteriza por ser sostenible y respetuoso
con el medio ambiente. En concreto, la investigadora de GROC y coordinadora de
este proyecto, Gladys Mínguez, comenta que en los laboratorios de la Escuela
Superior de Tecnología y Ciencias Experimentales de la UJI se sintetizan
«puntos cuánticos de carbono, es decir, nanopartículas de carbono menores de 10
nm –unas 10.000 veces más pequeñas que el tamaño de un cabello–, que se
caracterizan por tener una baja toxicidad, ser fotoluminiscentes y
fotoestables».
«Queremos
desarrollar un dispositivo diagnóstico no invasivo, compacto e integrado en la
cámara de un teléfono inteligente, que actuará de pequeño laboratorio de bolsillo
con el que se medirá la concentración de glucosa en lágrima de una forma
sencilla y confiamos que en el futuro permita facilitar el control de la
diabetes», asevera la profesora de Física. Sin embargo, durante el desarrollo
de este proyecto «vamos a realizar el trabajo preliminar para el diseño de la
tecnología necesaria para crear este innovador medidor de glucosa en lágrima
mediante la luz», agrega.
El
investigador principal del proyecto Nanotears y director de GROC, Jesús Lancis,
también vicerector de Investigación y Doctorado, asegura: «La alta pureza de la
superficie de los nanomateriales generados por ablación láser ha de ser la
clave para su modificación química en el desarrollo de la acción Nanotears que
permitirá un avance en la monitorización de pacientes diabéticos mediante
telemedicina». Lancis recuerda que las tecnologías fotónicas y los dispositivos
basados en el empleo de luz, como muestra este proyecto financiado por la
Comisión Europea, «juegan un papel cada vez más significativo en la resolución
de los retos a los que se enfrenta la sociedad actual como la generación de
energía, la eficiencia energética, el envejecimiento saludable, el cambio
climático o la seguridad de la población».
Por su parte,
el investigador postdoctoral que será contratado en la UJI con la subvención
Marie Curie para desarrollar Nanotears, Wycliffe Kiprop Kipnusu, considera un
reto en su carrera «avanzar hacia nuevas fronteras de la ciencia, como la
fabricación asistida por láser de sensores de glucosa, la investigación en el
campo médico y las tecnologías móviles actuales». Kiprop también desea que el
proyecto tenga un resultado positivo, ya que «ello supondría un cambio
significativo en la lucha contra la diabetes a escala mundial».
El Servicio de
Oftalmología del Hospital General Universitario de Castelló será el encargado
de supervisar la actividad de Nanotears vinculada con la obtención de muestras
de pacientes con diabetes, tanto de lágrima como de sangre, para desarrollar la
nueva herramienta de medición, correlacionar los valores obtenidos de la
glucosa en lágrima con los de un glucómetro convencional, además de establecer
los protocolos de ética y protección de datos de la investigación.
La doctora
Elena Sorlí es la responsable de esta línea de trabajo y apunta que,
actualmente, el mecanismo para el control de glucosa utilizado por el paciente
diabético en su domicilio es mediante punción digital con una lanceta y
medición con un glucómetro. Suele realizarse dos o tres veces al día, con la
consiguiente molestia y riesgo de infección. Por ello, Nanotears pretende
desarrollar un sistema de determinación de glucosa alternativo, en lágrima,
fiable y no invasivo.
Para iniciar
el diseño del sensor, «va a ser fundamental un adecuado sistema de recogida de
lágrima del paciente. Se realizará mediante un capilar de 20 microlitros
posicionado cuidadosamente en el menisco lagrimal y evitando tanto la
estimulación conjuntival como la secreción lagrimal refleja, que podría
modificar las características de la muestra», explica la oftalmóloga. A
continuación, las muestras se trasladarán al Departamento de Física de la
Universitat Jaume I, donde «pondremos en contacto las lágrimas con los puntos
cuánticos funcionalizados y aplicaremos una luz láser o LED de color azul a la
muestra. Esta emitirá una señal de fluorescencia y calibrándola calcularemos la
cantidad de glucosa y desarrollaremos el sensor óptico que, con posterioridad,
se incorporará a la cámara de los móviles. Desde este dispositivo se podrán
detectar sencilla y rápidamente los cambios de glucosa mediante simples cambios
de intensidad de la señal fluorescente», exponen los miembros de GROC.
Por su parte,
el fundador de BQ, Ravin Dhalani, y supervisor de Nanotears en los laboratorios
de I+D en tecnología de la imagen que la empresa dispone en Madrid, argumenta
que los sensores de glucosa adaptados a la tecnología móvil «facilitarán el
acceso a la detección de diabetes en segmentos mayores de población en los
países en vías de desarrollo, gracias tanto al aumento de la potencia de
procesamiento en los teléfonos móviles como a las posibilidades para emplearse
en amplias zonas geográficas, en contraste con equipos sofisticados que se
concentran en un número limitado de países». De hecho, «la conocida como
mHealth, es decir, la práctica de la medicina apoyada por los dispositivos
móviles, está teniendo un gran auge en las últimas décadas y la participación
de BQ en este proyecto muestra nuestra apuesta por avanzar en esta dirección y
por mejorar la calidad de vida de las personas diabéticas», concluye Dhalani.
La diabetes es
una enfermedad crónica que aparece cuando el páncreas no produce insulina
suficiente o cuando el organismo no utiliza eficazmente la insulina que
produce. Existen 422 millones de personas diabéticas en el mundo, según cifras
de 2016 de la Organización Mundial de la Salud (OMS), es decir, afecta al 8,5%
de la población adulta, y fue responsable de 1,2 millones de muertes en el año
2012.
La prevalencia
de diabetes en España es el 10,6% de los hombres y el 8,2% de las mujeres.
Entre las posibles complicaciones de esta enfermedad se incluyen afectaciones a
nivel cardiaco, neurológico, renal, ocular, vascular periférico y riesgo fetal
en embarazadas. «Es imprescindible un buen control de los factores de riesgo,
un diagnóstico precoz de la enfermedad y un adecuado manejo terapéutico de la
misma a fin de intentar controlar las severas consecuencias de esta patología»,
insiste la oftalmóloga Sorlí.
La
manipulación de la luz centra las diversas líneas de trabajo del Grupo de
Investigación de Óptica (GROC) de la Universitat Jaume I, dirigido por Jesús
Lancis. Sus miembros son expertos en el diseño de algoritmos para el control
digital de la luz mediante dispositivos programables. La aplicación de esta tecnología
les ha permitido patentar, conjuntamente con investigadores de la Universidad
de Murcia, un procedimiento para la visualización de la retina en personas
afectadas por cataratas, así como colaborar en la fabricación de fluidos con
nanopartículas en suspensión para mejorar las propiedades de absorción y
transmisión de calor de los fluidos térmicos convencionales. (Fuente:
UJI/DICYT)
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