L’UJI dissenya un sensor amb nanopartícules integrat en mòbils que detectarà la glucosa en la llàgrima de les persones diabètiques

03/04/2017 | SCP

Investigadors de la Universitat Jaume I de Castelló (UJI) han començat a dissenyar un sensor òptic amb nanopartícules, integrable en la càmera dels telèfons mòbils intel·ligents, per a detectar el nivell de glucosa en la llàgrima de les persones amb diabetis. El projecte Nanotears està liderat pel Grup de Recerca d'Òptica (GROC) i es desenvolupa amb la col·laboració del Servei d'Oftalmologia de l'Hospital General Universitari de Castelló i l'empresa BQ. A més, aquesta iniciativa és la primera de l’UJI que rep una ajuda Marie Skłodowska-Curie de la modalitat beques individuals del programa europeu Horitzó 2020.

L'objectiu principal de Nanotears és fabricar nanopartícules amb tecnologia làser basada en la ruptura nanomètrica del material desitjat mitjançant l'ús d'un làser polsat. Un dels punts clau d'aquest mètode és que no genera residus durant la producció, la qual cosa el caracteritza com a sostenible i respectuós amb el medi ambient. En concret, la investigadora de GROC i coordinadora d'aquest projecte, Gladys Mínguez, comenta que en els laboratoris de l'Escola Superior de Tecnologia i Ciències Experimentals de l’ UJI se sintetitzen «punts quàntics de carboni, és a dir, nanopartícules de carboni menors de 10 nm –unes 10.000 vegades més petites que la grandària d'un cabell–, que es caracteritzen per tenir una baixa toxicitat, ser fotoluminiscents i fotoestables».

Un laboratori de butxaca per a la diabetis

«Volem desenvolupar un dispositiu diagnòstic no invasiu, compacte i integrat en la càmera d'un telèfon intel·ligent, que actuarà com a petit laboratori de butxaca amb el qual es mesurarà la concentració de glucosa en llàgrima d'una forma senzilla i confiem que en el futur permeta facilitar el control de la diabetis», assevera la professora de Física. No obstant això, durant el desenvolupament d'aquest projecte «realitzarem el treball preliminar per al disseny de la tecnologia necessària per a crear aquest innovador mesurador de glucosa en llàgrima mitjançant la llum», agrega.

L'investigador principal del projecte Nanotears i director del GROC, Jesús Lancis, també vicerector de Recerca i Doctorat, assegura: «L'alta puresa de la superfície dels nanomaterials generats per ablació làser ha de ser la clau per a la seua modificació química en el desenvolupament de l'acció Nanotears que permetrà un avanç en el monitoratge de pacients diabètics mitjançant telemedicina». Lancis recorda que les tecnologies fotòniques i els dispositius basats en l’ús de llum, com mostra aquest projecte finançat per la Comissió Europea, «juguen un paper cada vegada més significatiu en la resolució dels reptes als quals s'enfronta la societat actual, com ara la generació d'energia, l'eficiència energètica, l'envelliment saludable, el canvi climàtic o la seguretat de la població».

Per la seua banda, l'investigador postdoctoral que serà contractat a l’UJI amb la subvenció Marie Curie per a desenvolupar Nanotears, Wycliffe Kiprop Kipnusu, considera un repte en la seua carrera «avançar cap a noves fronteres de la ciència, com són la fabricació assistida per làser de sensors de glucosa, la recerca en el camp mèdic i les tecnologies mòbils actuals». Kiprop també desitja que el projecte tinga un resultat positiu, ja que «això suposaria un canvi significatiu en la lluita contra la diabetis a escala mundial».  

El Servei d'Oftalmologia de l'Hospital General Universitari de Castelló serà l'encarregat de supervisar l'activitat de Nanotears vinculada amb l'obtenció de mostres de pacients amb diabetis, tant de llàgrima com de sang, per a desenvolupar la nova eina de mesurament, correlacionar els valors obtinguts de la glucosa en llàgrima amb els d’un glucòmetre convencional, a més d'establir els protocols d'ètica i protecció de dades de la recerca.

La doctora Elena Sorlí és la responsable d'aquesta línia de treball i apunta que, actualment, el mecanisme per al control de glucosa utilitzat pel pacient diabètic al seu domicili és mitjançant punció digital amb una llanceta i mesurament amb un glucòmetre. Sol realitzar-se dues o tres vegades al dia, amb la consegüent molèstia i risc d'infecció. Per això, Nanotears pretén desenvolupar un sistema de determinació de glucosa alternatiu, en llàgrima, fiable i no invasiu.

Per a iniciar el disseny del sensor, «serà fonamental un adequat sistema de recollida de llàgrima del pacient. Es realitzarà mitjançant un capil·lar de 20 microlitres posicionat acuradament al menisc lacrimal i evitant tant l'estimulació conjuntival com la secreció lacrimal reflexa, que podria modificar les característiques de la mostra», explica l’oftalmòloga. A continuació, les mostres es traslladaran al Departament de Física de la Universitat Jaume I, on «posarem en contacte les llàgrimes amb els punts quàntics funcionalitzats i aplicarem una llum làser o LED de color blau a la mostra. Aquesta emetrà un senyal de fluorescència i calibrant-lo calcularem la quantitat de glucosa i desenvoluparem el sensor òptic que, amb posterioritat, s'incorporarà en la càmera dels mòbils. Des d'aquest dispositiu es podran detectar senzillament i ràpidament els canvis de glucosa mitjançant simples canvis d'intensitat del senyal fluorescent», exposen els membres de GROC.

BQ: l'emergència de la mHealth

Per la seua banda, el fundador de BQ, Ravin Dhalani, i supervisor de Nanotears en els laboratoris d’R+D en tecnologia de la imatge de què l'empresa disposa a Madrid, argumenta que els sensors de glucosa adaptats a la tecnologia mòbil «facilitaran l'accés a la detecció de diabetis en segments majors de població als països en vies de desenvolupament, gràcies tant a l'augment de la potència de processament en els telèfons mòbils com a les possibilitats per a emprar-se en àmplies zones geogràfiques, en contrast amb equips sofisticats que es concentren en un nombre limitat de països». De fet, «la coneguda com mHealth, és a dir, la pràctica de la medicina recolzada pels dispositius mòbils, està tenint un gran auge en les últimes dècades i la participació de BQ en aquest projecte mostra la nostra aposta per avançar en aquesta direcció i per millorar la qualitat de vida de les persones diabètiques», conclou Dhalani.

La diabetis és una malaltia crònica que apareix quan el pàncrees no produeix insulina suficient o quan l'organisme no utilitza eficaçment la insulina que produeix. Hi ha 422 milions de persones diabètiques al món, segons xifres de 2016 de l'Organització Mundial de la Salut (OMS), és a dir, afecta el 8,5% de la població adulta, i va ser responsable d'1,2 milions de morts l'any 2012.

La prevalença de diabetis a Espanya és el 10,6% dels homes i el 8,2% de les dones. Entre les possibles complicacions d'aquesta malaltia s'inclouen afectacions a nivell cardíac, neurològic, renal, ocular, vascular perifèric i risc fetal en embarassades. «És imprescindible un bon control dels factors de risc, un diagnòstic precoç de la malaltia i un adequat maneig terapèutic per a intentar controlar les severes conseqüències d'aquesta patologia», insisteix l’oftalmòloga Sorlí.

La manipulació de la llum centra les diverses línies de treball del Grup de Recerca d'Òptica (GROC) de la Universitat Jaume I, dirigit per Jesús Lancis. Els seus membres són experts en el disseny d'algorismes per al control digital de la llum mitjançant dispositius programables. L'aplicació d'aquesta tecnologia els ha permès patentar, conjuntament amb investigadors de la Universitat de Múrcia, un procediment per a la visualització de la retina en persones afectades per cataractes, així com col·laborar en la fabricació de fluids amb nanopartícules en suspensió per a millorar les propietats d'absorció i transmissió de calor dels fluids tèrmics convencionals.

 

Altres notícies d'investigació:

Feromones sexuals i drogues d’abús activen de forma similar els circuits cerebrals de recompensa en rates 

L’UJI llança un projecte de micromecenatge per a finançar una recerca innovadora que frene l'Alzheimer amb biotecnologia

Una tesi de l’UJI explica la desigualtat de gènere en els consells d'administració de les empreses cotitzades europees i advoca per la implementació de quotes

El Grup d’Investigació WANT de l’UJI presenta les seues últimes investigacions en unes jornades de psicologia positiva

 

Universitat Jaume I CIF: Q-6250003-H Av. de Vicent Sos Baynat, s/n 12071 Castelló de la Plana, Espanya
Tel.: +34 964 72 80 00 Fax: +34 964 72 90 16