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Un equipo de científicos europeos, con participación del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón, ha creado un nanodispositivo capaz de introducirse en el interior de una célula y actuar, a la vez, como calentador y termómetro instantáneo. Se podría usar en algunas terápias contra el cáncer y en estudios sobre el transporte de calor a escala nanometríca.
Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA, un centro mixto CSIC-Universidad de Zaragoza), con la colaboración de la Universidad de Averio y la Universidad de Toulouse, han desarrollado un dispositivo de tamaño nanométrico que actúa como calentador y termómetro al mismo tiempo y permite realizar mediciones de temperaturas absolutas de manera instantánea, en décimas de segundo, y sin contacto.
Este dispositivo supone un gran avance en el campo de la terapia de hipertermia magnética utilizada en el tratamiento contra el cáncer ya que permite controlar la temperatura mientras se desarrolla el tratamiento. La terapia de hipertermia magnética, utilizada para hacer frente a células cancerosas, consiste en conseguir el debilitamiento o la muerte de células cancerosas mediante la aplicación de calor.
Hipertermia magnética
Esta técnica es considerada actualmente como el cuarto tratamiento más importante contra el cáncer. En particular, la hipertermia magnética es una terapia localizada que emplea el calor generado por nanopartículas magnéticas al ser expuestas a un campo magnético alterno inocuo para el cuerpo humano.
El nanobjeto desarrollado es 2.000 veces más pequeño que el grosor de un pelo y puede calentarse a distancia al aplicarle un campo magnético, algo similar a lo que sucede con las ollas en las cocinas de inducción. Además este pequeñísimo objeto obtenido en el ICMA dispone de un recubrimiento especial que permite introducirlo en el interior de las células.
Para poder actuar como termómetro, el nanoobjeto cuenta con dos sustancias luminiscentes, una cuya emisión de luz no depende de la temperatura y otra cuya emisión sí está en función de la temperatura, de esta forma si medimos con un microscopio la luz emitida por cada una de estas sustancias y las relacionamos podemos conocer la temperatura absoluta en un punto de la célula, este punto puede ser tan pequeño como nos permita la resolución de la cámara y los aumentos del objetivo.
En la actualidad se pretende calentar el nanoobjeto utilizando el campo magnético generado por una pequeña bovina acoplada al microscopio mientras se mide a tiempo real como aumenta su temperatura. Este nanoobjeto permite estudiar a escala nanométrica cómo se transmite el calor de una fuente con calor al medio que lo rodea. La investigación confirma que al acercarse a la nanoescala las propiedades físicas son distintas de las que se observan en objetos de tamaño más grandes, lo que también se observa con la conducción de calor.
El desarrollo de esta investigación es un ejemplo de trabajo multidisciplinar, que en este caso ha unido a químicos, físicos, médicos, biólogos e ingenieros. Las metodologías empleadas en las que el ICMA cuenta con un reconocimiento internacional incluyen la física de materiales a muy bajas temperaturas, tecnologías láser para procesado de materiales, técnicas de dispersión para el estudio de los materiales e instrumentación científica propia.
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En la interfaz entre dos capas rotadas de titanato de bario, con solo unos pocos átomos de espesor, aparecen propiedades que podrían revolucionar la ciencia de los materiales ferroeléctricos y ser útiles en la electrónica e informática del futuro. Los detalles los publican en Nature investigadores de la Universidad Complutense de Madrid.
