Con nanotecnología, un equipo tucumano creó un sensor de glucosa que no necesita pinchazos

David Comedi, director del Nanoproject, de Ciencias Exactas, cuenta cómo fue el proceso, y qué hace falta para seguir adelante.

23 Jul 2019 Por Claudia Nicolini

David Comedi es físico. Era información básica y conocida antes de la entrevista, pero él resalta que es (sólo) físico un par de veces a lo largo de la conversación. No es un dato menor: para poner a funcionar muchas de las creaciones que su equipo del Nanoproject va logrando, entre otras, sensores de glucosa de avanzada, hacen falta otras patas: las administrativas y legales que generen patentes, las financieras, las comunicacionales.... Él siente que eso muchas veces lo supera, pero no tiene intenciones de bajar los brazos. De paso: el Nanoproject forma parte del Instituto de Física del Noroeste (Infinoa - UNT/Conicet).

Comedi integró la primera oleada de científicos repatriados: volvió a Tucumán en 2006 desde la Universidad de Campinas (Brasil); antes había estado en Canadá. Las cosas en el Conicet estaban mejor que ahora, pero no tanto como lo estuvieron unos años después de su retorno. En 2007 se forjó el Nanoproject, con la Facultad de Ciencias Exactas de la UNT como sede. En 2016 se logró la fundación del Infinoa y allí él se dedica con pasión a la nanotecnología, o el “arte” de manipular materiales a escalas más que minúsculas: el nanómetro es la millonésima parte del milímetro.

¿Cómo se llega a ellos?

El material que utilizan con más frecuencia es el óxido de zinc (ZnO), pero no te imaginés una gran chapa cortada en pedacitos.

“Podría llegar a ser una manera de obtener el material, pero lo que usamos se produce al revés: uniendo átomos”, explica, y destaca que una nanopartícula está formada por entre 200 y 300 átomos.

La técnica para lograrlo se llama sublimación (transformar un sólido en vapor), y el relato del especialista es tan claro que parece una receta de cocina: “Se usa ZnO en polvo, que se parece al talco pédico. Se mezcla con grafito, que también es un polvo, pero negro; en ambos casos, las partículas son micrométricas”. Estas partículas “grandes” (un micrón es “sólo” la milésima parte de un milímetro) se mezclan y se obtiene un polvo gris. El paso siguiente es calentar una cucharadita en un horno especial.

“El grafito ayuda a romper la molécula ZnO y así se obtienen átomos de Zn gaseoso a una temperatura mucho más baja que si intentáramos sublimar el ZnO puro”, explica Comedi, y avanza con la “receta”: una mezcla de argón y oxígeno ultrapuros en vacío arrastra el vapor hacia un sustrato (casi siempre, silicio con nanopartículas de oro predepositadas sobre la superficie), que es el soporte donde el Zn puro se condensa. En ese proceso de retornar al estado sólido el Zn vuelve a oxidarse y, con la ayuda de las partículas de oro, van formándose los ingredientes de los nanohilos, que serán los protagonistas de los sensores de los que hablábamos más arriba. Se cierra el primer círculo, pero sigamos avanzando despacio, porque el trayecto en espiral es complejo.

La forma de los hilos

Los hilos son una de las formas en las que pueden “engarzarse” las nanopartículas de ZnO. “Son como diminutos cables transmisores que se pueden conectar, y al ser ‘nano’ son casi todos superficie, o sea, están expuestos a entrar en contacto con múltiples partículas que modificarían sus propiedades. Eso puede ser una molestia para muchas aplicaciones en las que hace falta que esa superficie este ‘limpia’ (y se desarrollan técnicas para lograrlo). Pero nosotros la estamos aprovechando”, cuenta.

Es justamente la “molestia” la base para poder construir lo sensores (una de las ramas de las investigaciones del equipo), que Comedi define como dispositivos capaces de detectar pequeñas concentraciones de algo: cuando el nanohilo entra en contacto con ese “algo” (moléculas cuyas características se conocen), se modifica de determinada manera, lo cual se aprovecha para dar cuenta de la presencia de la molécula.

El sensor

Esa propiedad de los nanohilos fue puesta a prueba y se llevó todos los laureles. En trabajo conjunto e interdisciplinario con el Instituto Superior de Investigaciones Biológicas (Insibio - Conicet/UNT), especialmente con la doctora en ingeniería biomédica Rossana Madrid y con el químico Pablo Gallay, becario doctoral que hizo su tesis con este proyecto, y con el apoyo de la Fundación Argentina de Nanotecnología, desarrollaron un dispositivo capaz de detectar glucosa, y es tan sensible que puede encontrarla en la saliva o en las lágrimas.

En sí mismo, el hallazgo es una gran noticia: “se sabe que la calidad de vida de los diabéticos depende de que se midan la glucosa tres veces al día... Los glucómetros (los famosos Accu Check o One Touch) y las tiras reactivas son importadas y son muy caras; pero mucho más caro (y grave) es que la gente no se mida. Por eso el Estado las entrega. Un medidor como el que hemos logrado no sólo haría al país autónomo tecnológicamente (al menos en ese punto) sino que además sería mucho más amable para las personas que viven con diabetes”, resalta Comedi.

Para construir el prototipo del sensor hubo que funcionalizar los hilos (indicarles qué es lo que deben detectar, para decirlo sencillo). “Eso se logra -explica Comedi- bañándolos en una enzima llamada glucosa oxidasa, que es muy selectiva”. La función de la enzima es oxidar la glucosa, y ante eso reaccionan los nanohilos que componen el sensor.

Cuesta transferir

Vale repetir: el hallazgo es una gran noticia en sí misma, pero no alcanza. Las pruebas de laboratorio dan muy buenos resultados, pero para avanzar se necesitan las “otras patas” de las que hablábamos al principio: patentar, escalar, hacer pruebas en humanos, estrechar aún más el margen de error (en la saliva puede haber más “interferencias” que en la sangre)... Para eso hace falta más interdisciplinariedad (especialistas en todos esos temas) y financiamiento.

Sería genial que este invento tucumano pudiera llegar a las personas que viven con diabetes y asegurarles salud con menos pinchazos.

> Aplicaciones
Con nanohilos se hacen celdas solares

Los nanohilos de ZnO tienen un montón de aplicaciones. El equipo de Nanoproject los está aplicando, por ejemplo, para construir celdas solares, que permitan producir energía eléctrica a partir de la energía solar. Y en otras dos líneas de sensores: una de ellas, para medir radiación ultravioleta (UV). Y otra, flamante, para remediación ambiental, en concreto, de agua, a partir de la detección de ciertas materias orgánicas, que se denominan “emergentes”. “Se las llama así porque son el resultado de nuevos hábitos de la sociedad. Un ejemplo típico es el ibuprofeno. Antes no existía en los efluentes, ahora sí, y en forma preocupante”, explica el científico David Comedi.

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