Un equipo de investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio ha desarrollado un nuevo tinte capaz de absorber la segunda radiación del infrarrojo cercano (NIR-II) y convertirla en calor. Este descubrimiento tiene potencial para mejorar el diagnóstico y el tratamiento del cáncer, así como para otras aplicaciones médicas de tejidos profundos.
La segunda región del infrarrojo cercano del espectro electromagnético (1.000 – 1.700 nanómetros) ofrece ventajas significativas en la ciencia médica. A diferencia de las longitudes de onda más cortas, la luz en este rango penetra en el tejido biológico más profundamente y con menos dispersión. Esta transparencia hace que NIR-II sea ideal para imágenes médicas y terapias, incluidas las imágenes fotoacústicas. En esta técnica, el calor inducido por la luz genera ondas ultrasónicas que pueden revelar imágenes detalladas o administrar tratamientos específicos contra el cáncer.
Sin embargo, la eficacia de estas técnicas depende de los agentes de contraste capaces de absorber la luz en el rango NIR-II mientras permanecen estables bajo exposición. La mayoría de los agentes existentes están optimizados para el primer rango de infrarrojo cercano (700 a 1.000 nanómetros), lo que limita su eficiencia para aplicaciones de tejidos profundos.
Una estructura química novedosa
Para abordar esta limitación, el equipo de investigación dirigido por el profesor asociado Masatoshi Ichida desarrolló un compuesto de la familia de pigmentos biliares, el bilatrieno. Utilizando un método conocido como química de confusión N, modificaron el bilatrieno para incorporar iones metálicos, específicamente rodio e iridio. El tinte resultante exhibió una fuerte absorción a una longitud de onda de 1.600 nanómetros, dentro de la segunda región del infrarrojo cercano.
Esta capacidad de absorción se combinó con una fotoestabilidad excepcional, lo que garantiza que el compuesto permanezca intacto bajo la exposición a la luz. Las mediciones detalladas y el modelado computacional utilizando la teoría del funcional de la densidad (DFT) revelaron la distribución única de electrones en la estructura del colorante, lo que permite sus notables propiedades de absorción.
Implicaciones para la medicina de tejidos profundos
La capacidad de este tinte para absorber la segunda radiación del infrarrojo cercano allana el camino para una entrega de energía más eficiente en imágenes y terapias médicas. Debido a que las longitudes de onda NIR-II penetran en los tejidos de manera más efectiva, el tinte podría mejorar las imágenes fotoacústicas al proporcionar imágenes más claras de las estructuras internas. Además, sus propiedades generadoras de calor pueden mejorar la precisión y eficacia de los tratamientos fototérmicos contra el cáncer, minimizando el daño a los tejidos sanos circundantes.
MEDICA-tradefair.com; Fuente: Universidad Metropolitana de Tokio
