Ficha
Equipo de hipertermia óptica
Dónde:
Centro de Tecnología Biomédica (CTB)
Ubicación:
Laboratorio de Bioinstrumentación y Nanomedicina, Centro de Tecnología Biomédica (CTB)
Tipología:
Infraestructura Científica
Responsable: José Javier Serrano Olmedo
Correo electrónico:
Láser de onda continua (MDL H808, PSU-H-LED Fuente de potencia: Changchung New Industries, Changchun Jilin, China). Tiene una longitud de onda a 808nm, con máximo de emisión de potencia a 5W, la altura del haz desde la base es de 29 mm, el diámetro del haz tiene una apertura de 5-8 mm3, y la cabeza del láser tiene unas dimensiones de 155x77x60x mm3. El láser está conectado al sistema mediante una fibra óptica multimodal con centro de diámetro de 600¿m, una longitud de 1.5 m y una potencia de transmisión de 90-99% (600¿m MM fiber; Changchung, New Industries). La fibra óptica tiene un colimador en uno de sus extremos (F-C5-S3-780, Newport Corporation, Irvine, CA).
Salud, Medicina. Desarrollo de tecnologías anticancerígenas, aunque puede ser ampliado a otros sectores y dominios de aplicación del superparamagnetismo y las nanopartículas.
Permite la generación de hipertermia a través del láser emitido por la fibra óptica para la eliminación de tejido tumoral, utilizando distintos tipos de nanopartículas, principalmente oro. La síntesis de estas nanopartículas está dirigida a dotarlas de unas propiedades ópticas y biológicas determinadas. Prestando especial atención a dichas propiedades ópticas, el funcionamiento de las nanopartículas se debe principalmente a un fenómeno llamado resonancia de plasmones de superficie, que se da en una región cerca del infrarrojo (Near Infrared, NIR) a una longitud de onda específica alrededor de 808 nm. Esta es la longitud de onda específica del láser y es invariable. Por tanto, el equipo genera un láser que irradia unas nanopartículas de diferente naturaleza en unas determinadas condiciones experimentales, que dependen de la línea celular y el material de cultivo utilizados, densidad celular, forma, tamaño y concentración de nanopartícula, tiempo de irradiación y potencia del láser.
Se utiliza para fines experimentales con células in vitro, cambiando los parámetros del láser a lo largo de la investigación, dependiendo de las células y nanopartículas utilizadas en ese momento. Las variables son muy importantes ya que sin ellas no se podrían realizar los experimentos. Para su estandarización, se requieren de numerosos estudios experimentales cambiando tanto el tiempo de irradiación como de potencia para establecer los valores ideales para cada tipo celular y de nanopartícula. Una vez establecidos los parámetros, el incremento de temperatura conseguido mediante la irradiación del láser sobre las NP y su posterior calentamiento, se evalúa la supervivencia celular de las líneas tumorales utilizadas.
Además se utiliza también para mediciones de temperatura y datos específicos a través de un sensor y un software para experimentos inertes.
Tiene relación con la hipertermia magnética y la nanorrobótica, compartiendo el objetivo fundamental de las tres técnicas, la eliminación selectiva de las células tumorales respecto al tejido sano mediante temperatura (óptica y magnética) o mediante movimiento (nanorrobótica). La hipertermia óptica es la más avanzada, aunque a medio plazo las tres técnicas estarán listas para la experimentación in vitro e in vivo.
También tiene relación con la técnica de la obtención de imágenes fotoacústicas (photoacoustic imaging, PAI). Las dos utilizan nanopartículas, y combinadas mejoran la acumulación de estas dentro del tumor, aumentando la eficacia preclínica de ambas técnicas. PAI permite visualizar en tejido vivo las diferentes estructuras anatómicas en tiempo real. Se basa en la expansión termoelástica de las moléculas biológicas para generar ondas acústicas que se dispersan de forma mínima, pudiendo ser detectadas incluso en tejidos profundos, convirtiéndose en imágenes a tiempo real.
La hipertermia óptica y PAI están llamadas a convertirse en la siguiente generación de técnicas terapéuticas no invasivas para combatir el cáncer.
La hipertermia óptica además tiene un efecto sinérgico con otras técnicas convencionales para tratar el cáncer como son: quimioterapia, radioterapia e inmunoterapia. Hay múltiples ejemplos donde la nanopartícula utilizada para la eliminación de las células cancerígenas está biofuncionalizada (una molécula está adherida en su superficie) con fármacos utilizados en quimioterapia. El ejemplo más característico es con Doxorrubicina (DOX). Otro ejemplo característico es la adición de anticuerpos específicos frente células tumorales, en este caso se emplea la inmunoterapia. Depende del fármaco o molécula biológica con la que se han biofuncionalizado las NPs, se ejerce quimio o inmunoterapia.
