Científicos del Instituto Internacional de Investigación de Materiales Inteligentes de la SFU han creado nanopartículas únicas basadas en fluoruro de calcio dopado con europio (CaF₂:Eu), que pueden suponer un gran avance en el tratamiento de enfermedades oncológicas. Estas partículas poseen una propiedad sorprendente: cuando se irradian con rayos X, emiten luz en el rango visible, lo que abre nuevas posibilidades para la terapia fotodinámica (TFD).
La TFD es un método en el que los fotosensibilizadores, bajo la acción de la luz, generan formas activas de oxígeno que destruyen las células cancerosas. Sin embargo, la luz ordinaria no penetra profundamente en los tejidos, lo que limita el uso de la TFD solo a tumores superficiales. Las nuevas nanopartículas resuelven este problema, transformando la radiación de rayos X en luz visible directamente dentro del organismo.
Diferentes fotosensibilizadores se activan con diferente luz, lo que revela una desventaja importante de este método: la dificultad para seleccionar el luminóforo de rayos X adecuado. En este caso, el material que estamos estudiando tiene una radiación adicional de otra longitud de onda, lo que aumenta significativamente su rango de trabajo. Se puede decir que es un enfoque combinado y la posibilidad, dependiendo de las condiciones de síntesis, de ajustar el luminóforo a una amplia gama de fotosensibilizadores que están disponibles para su uso o compra en este momento.
Las nanopartículas de CaF₂:Eu pueden brillar con luz azul o naranja dependiendo del grado de oxidación del europio (Eu²⁺ o Eu³⁺). Esto permite seleccionar la longitud de onda para fotosensibilizadores específicos, haciendo que la terapia sea más personalizada.
Al cambiar las condiciones de la reacción, se puede influir en las condiciones de formación de defectos, lo que, a su vez, influye en la relación Eu²⁺ : Eu³⁺ en el material, lo que permite crear partículas adecuadas para tareas médicas específicas. Por ejemplo, durante la síntesis ultrasónica, se forman iones de flúor intersticiales en la estructura de las nanopartículas, que afectan su luminiscencia y hacen que el material sea más eficaz.
Aunque la tecnología aún requiere ensayos preclínicos y clínicos, su potencial es enorme. Según los científicos, la siguiente etapa del trabajo en el proyecto será registrar una patente para un método de creación de luminóforos con una longitud de onda de emisión ajustable para varios fotosensibilizadores. Además, se está estudiando la posibilidad de utilizar este material en radiografía.
Los resultados de la investigación se presentan en la revista científica «Journal of Luminescence». La investigación se llevó a cabo en el marco del programa federal «Prioridad-2030» y el proyecto nacional «Juventud e hijos».
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