Las propiedades únicas de los diamantes podrían transformar la detección del cáncer en el quirófano.
Un equipo de investigadores del Reino Unido desarrolló un sensor magnético basado en diamantes capaz de localizar tumores con mayor precisión y seguridad que los métodos actuales.
El avance se centra en el uso de nanopartículas de óxido de hierro visibles para la tecnología diamantina, lo que permitiría identificar los ganglios afectados en procedimientos clave durante cirugías para cáncer de mama. El estudio se publicó en la revista Physical Review Applied.
La innovación consiste en un aparato portátil y ultrapreciso que no utiliza materiales tóxicos ni sustancias radiactivas.
El objetivo de los investigadores es mejorar la detección de la dispersión del cáncer mientras se reduce el riesgo para pacientes y personal médico.
El grupo de trabajo estuvo encabezado por Alex Newman, investigador de doctorado en el Departamento de Física de la Universidad de Warwick, junto con el profesor Gavin Morley.
El trabajo incluyó, además, la colaboración con la Universidad Hospitals Coventry and Warwickshire (UHCW) NHS Trust en el Reino Unido.
Diamantes, ciencia y salud
El diamante es un material formado por átomos de carbono organizados en una estructura cristalina. Esta estructura convierte al diamante en la sustancia natural más dura y le otorga capacidad para conducir el calor de forma excepcional.
Los científicos conocen que algunos diamantes, en especial los que contienen centros de vacante de nitrógeno, pueden detectar pequeños cambios de campo magnético.
Antes de esta investigación, los hospitales utilizaban trazadores radiactivos o tintes azules para localizar ganglios linfáticos afectados.
Los trazadores radiactivos requieren equipos especiales, restricciones en el manejo e instalaciones preparadas para material radioactivo. El uso de colorantes azules, en tanto, está asociado a reacciones alérgicas en algunas personas.
Los sensores de diamante se ven rosados por sus centros de vacante de nitrógeno, lo que les permite detectar variaciones microscópicas del campo magnético.
Aunque existían equipos basados en sensores magnéticos, su tamaño impedía el uso en operaciones mínimamente invasivas.
La mayoría de hospitales no ofrece trazadores magnéticos por la baja sensibilidad y el volumen de los detectores existentes.
Por eso, “hay una demanda real de medios versátiles y no tóxicos para hallar cáncer”, expresó Alex Newman, uno de los coautores.
El reto de un sensor portátil
El trabajo buscó crear un sensor ultrapequeño, sensible y seguro, capaz de identificar el recorrido de las nanopartículas magnéticas inyectadas en el cuerpo para el rastreo del cáncer.
Ese rastreo es crucial para decidir el tratamiento quirúrgico, ya que el cáncer suele diseminarse a través del sistema linfático hacia los ganglios linfáticos.
El equipo diseñó un sensor compacto con un cabezal de apenas 10 milímetros, tamaño que por primera vez permite el uso de tecnología diamantina en cirugía endoscópica y laparoscópica.
La base del diseño incluye un diminuto diamante de 0,5 milímetros cúbicos y un pequeño imán colocado en la punta del sensor, lo que suprime la necesidad de grandes componentes electrónicos.
El sensor detecta fluidos magnéticos, integrados por nanopartículas de óxido de hierro, que médicos inyectan en el tumor antes de la operación.
Estas partículas viajan por el sistema linfático junto con posibles células cancerosas, por lo que su seguimiento sirve para identificar los ganglios a extirpar.
La portabilidad, precisión y seguridad fueron parámetros prioritarios en el desarrollo. El doctor Stuart Robertson, cirujano y consultor en UHCW NHS Trust, calificó a la tecnología como “más ventajosa que las técnicas tradicionales”.
Lo que revelan los resultados
El nuevo sensor basado en diamantes sobresale por su capacidad para detectar solo una centésima parte de la dosis clínica habitual de trazador magnético, según el grupo liderado por el profesor Morley.
Eso amplía las posibilidades de diagnóstico en hospitales donde la tecnología radiactiva o los tintes no son opción.
“Es el primer sensor de diamante capaz de detectar fluido trazador magnético y ser lo bastante pequeño como para emplearse en cirugía mínimamente invasiva”, explicó Newman. El avance elimina la exposición a radiación y disminuye los efectos adversos.
Los resultados mostraron que el dispositivo funciona con precisión a larga distancia y de forma portátil, lo que facilita su integración en equipos quirúrgicos actuales.
La sensibilidad del sensor supera las limitaciones de métodos previos, abriendo la puerta a procedimientos más rápidos y menos riesgosos.
El profesor Morley amplió el horizonte del desarrollo: “Esperamos usar estos sensores no solo en medicina, sino en aplicaciones espaciales y energía de fusión”.
La portabilidad y la sensibilidad del sensor podrían extrapolarse a la detección de otros cánceres, como de pulmón, hígado, colon y esófago.
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