Tendencias Científicas
Dr. Who con su destornillador sónico.
El destornillador sónico es un dispositivo que conocen bien aquellos que siguen la serie británica Doctor Who. Es una herramienta multifuncional que permite, entre otras cosas, forzar cerraduras para abrir puertas u operar varias computadoras. Además, sirve para realizar chequeos médicos, controlar remotamente otros aparatos o rastrear vida alienígena.
Ahora, un equipo internacional de científicos financiados con fondos europeos ha partido de un equipo diseñado para realizar cirugía, guiada por ultrasonidos mediante resonancia magnética, para crear el prototipo de un destornillador sónico real, capaz de elevar y hacer girar un disco de goma de diez centímetros de diámetro en suspensión mediante un haz de ultrasonidos.
El equipo utilizó energía de un array de ultrasonidos para generar un haz que pudiese, por un lado, contener una cantidad de movimiento capaz de desplazar un objeto de su trayectoria y, por otro, mediante un haz en forma de hélice o vórtice, provocar su rotación.
La investigación recibió fondos del proyecto NANOPORATION («Administración dirigida de fármacos nanoencapsulados activada por ultrasonido y poración de células tumorales»), financiado con una subvención de dos millones de euros de la Acción Marie Curie de pasarelas y asociaciones entre la industria y la universidad (IAPP), como parte del tema «Personas» del Séptimo Programa Marco (7PM) de la Unión Europea.
NANOPORATION, iniciado en 2009 y que estará activo hasta 2013, reúne a investigadores de Israel y Reino Unido con el objetivo de despejar los obstáculos que presenta en la actualidad el tratamiento de cáncer mediante quimioterapia.
El programa permite intercambiar conocimientos sobre ultrasonidos terapéuticos dirigidos mediante resonancia magnética, nanocápsulas farmacológicas, investigación sobre sonicación a nanoescala, biología celular e investigación oncológica preclínica con el fin de lograr la administración dirigida de los fármacos quimioterapéuticos existentes. Los descubrimientos se publicarán en un artículo de Physical Review Letters, la revista de la Sociedad de Física Estadounidense.
Ahora, un equipo internacional de científicos financiados con fondos europeos ha partido de un equipo diseñado para realizar cirugía, guiada por ultrasonidos mediante resonancia magnética, para crear el prototipo de un destornillador sónico real, capaz de elevar y hacer girar un disco de goma de diez centímetros de diámetro en suspensión mediante un haz de ultrasonidos.
El equipo utilizó energía de un array de ultrasonidos para generar un haz que pudiese, por un lado, contener una cantidad de movimiento capaz de desplazar un objeto de su trayectoria y, por otro, mediante un haz en forma de hélice o vórtice, provocar su rotación.
La investigación recibió fondos del proyecto NANOPORATION («Administración dirigida de fármacos nanoencapsulados activada por ultrasonido y poración de células tumorales»), financiado con una subvención de dos millones de euros de la Acción Marie Curie de pasarelas y asociaciones entre la industria y la universidad (IAPP), como parte del tema «Personas» del Séptimo Programa Marco (7PM) de la Unión Europea.
NANOPORATION, iniciado en 2009 y que estará activo hasta 2013, reúne a investigadores de Israel y Reino Unido con el objetivo de despejar los obstáculos que presenta en la actualidad el tratamiento de cáncer mediante quimioterapia.
El programa permite intercambiar conocimientos sobre ultrasonidos terapéuticos dirigidos mediante resonancia magnética, nanocápsulas farmacológicas, investigación sobre sonicación a nanoescala, biología celular e investigación oncológica preclínica con el fin de lograr la administración dirigida de los fármacos quimioterapéuticos existentes. Los descubrimientos se publicarán en un artículo de Physical Review Letters, la revista de la Sociedad de Física Estadounidense.
Aplicaciones médicas
El Dr. Mike MacDonald, del Instituto de Ciencia y Tecnología Médicas (IMSAT, Reino Unido), afirma que: "Este experimento no sólo confirma una teoría física fundamental, sino que también demuestra un nuevo nivel de control mediante haces de ultrasonido que puede aplicarse a la cirugía por ultrasonidos no invasiva, la administración dirigida de fármacos y la manipulación celular ultrasónica".
La teoría comprobada por el equipo no había sido probada hasta ahora en un experimento específico, y es válida tanto para la luz como para el sonido y puede aplicarse en ámbitos como las comunicaciones cuánticas y la biofotónica. En ella se afirma que la relación entre el momento angular y la energía en un haz de vórtice equivale a la relación entre la cantidad de hélices entrelazadas y la frecuencia del haz.
La Dra. Christine Demore del IMSAT indicó: "Es la primera vez que un resultado experimental como el nuestro confirma de forma directa la validez de esta teoría fundamental. Esta relación sólo podía deducirse hasta ahora de la teoría, ya que el momento y la potencia sólo se habían podido medir por separado".
El haz de ultrasonidos generado por los investigadores se asemeja a la estructura de doble hélice del ADN, pero con muchas más ramas, o hélices, entrelazadas. Este haz de vórtice genera un componente angular y rotatorio de cantidad de movimiento capaz de ejercer par en un objeto. En su trabajo, los investigadores mostraron la forma de generar haces de vórtice con varias hélices entrelazadas mediante un array transductor de ultrasonidos de mil elementos que hacía las veces de holograma acústico. Estos haces poseen tanta potencia que son capaces de hacer levitar y girar un disco de 90 gramos de absorbente de ultrasonidos en el agua.
El Dr. MacDonald afirmó que en el marco de NANOPORATION el consorcio "ya está logrando ampliar la capacidad de los ultrasonidos en lo referente a la administración dirigida de fármacos y a la cirugía celular dirigida", campos con un "gran potencial de desarrollo de nuevas técnicas quirúrgicas, entre otras aplicaciones".
Cabe plantearse cuál sería la opinión del Doctor Who sobre este dispositivo sónico, pero tal ejercicio queda reservado a los expertos en ciencia ficción. Tal y como explicó el Dr. MacDonald: "Nuestro destornillador sónico, al igual que el del Dr. Who, no se limita en absoluto a girar objetos".
El Dr. Mike MacDonald, del Instituto de Ciencia y Tecnología Médicas (IMSAT, Reino Unido), afirma que: "Este experimento no sólo confirma una teoría física fundamental, sino que también demuestra un nuevo nivel de control mediante haces de ultrasonido que puede aplicarse a la cirugía por ultrasonidos no invasiva, la administración dirigida de fármacos y la manipulación celular ultrasónica".
La teoría comprobada por el equipo no había sido probada hasta ahora en un experimento específico, y es válida tanto para la luz como para el sonido y puede aplicarse en ámbitos como las comunicaciones cuánticas y la biofotónica. En ella se afirma que la relación entre el momento angular y la energía en un haz de vórtice equivale a la relación entre la cantidad de hélices entrelazadas y la frecuencia del haz.
La Dra. Christine Demore del IMSAT indicó: "Es la primera vez que un resultado experimental como el nuestro confirma de forma directa la validez de esta teoría fundamental. Esta relación sólo podía deducirse hasta ahora de la teoría, ya que el momento y la potencia sólo se habían podido medir por separado".
El haz de ultrasonidos generado por los investigadores se asemeja a la estructura de doble hélice del ADN, pero con muchas más ramas, o hélices, entrelazadas. Este haz de vórtice genera un componente angular y rotatorio de cantidad de movimiento capaz de ejercer par en un objeto. En su trabajo, los investigadores mostraron la forma de generar haces de vórtice con varias hélices entrelazadas mediante un array transductor de ultrasonidos de mil elementos que hacía las veces de holograma acústico. Estos haces poseen tanta potencia que son capaces de hacer levitar y girar un disco de 90 gramos de absorbente de ultrasonidos en el agua.
El Dr. MacDonald afirmó que en el marco de NANOPORATION el consorcio "ya está logrando ampliar la capacidad de los ultrasonidos en lo referente a la administración dirigida de fármacos y a la cirugía celular dirigida", campos con un "gran potencial de desarrollo de nuevas técnicas quirúrgicas, entre otras aplicaciones".
Cabe plantearse cuál sería la opinión del Doctor Who sobre este dispositivo sónico, pero tal ejercicio queda reservado a los expertos en ciencia ficción. Tal y como explicó el Dr. MacDonald: "Nuestro destornillador sónico, al igual que el del Dr. Who, no se limita en absoluto a girar objetos".
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