Las nanopartículas nos otorgarán visión infraroja

Los científicos han usado nanopartículas para conferir a modelos experimentales la capacidad de ver la luz infrarroja cercana. Este progreso en la creación de versiones de estas nanopartículas permitirá en el futuro brindar visión nocturna incorporada en seres humanos.

Los investigadores presentarán sus resultados en la Reunión y Exposición Nacional de Otoño de 2019 de la American Chemical Society (ACS).

El ojo humano y de otros mamíferos puede detectar la luz entre las longitudes de onda de 400 y 700 nanómetros (nm). La del infrarrojo cercano (NIR), tiene longitudes de onda más largas: de 750 nm a 1,4 micrómetros.

Gang Han, investigador principal del proyecto y su equipo se preguntaron si podrían lograr visión NIR inyectando en los ojos un tipo especial de nanomaterial, llamado nanopartículas de conversión ascendente (UCNP). Estas nanopartículas, que contienen los elementos erbio e iterbio, pueden convertir fotones de baja energía de la luz NIR en luz verde de mayor energía que los ojos de los mamíferos pueden ver.

En un trabajo publicado a principios de este año, los investigadores, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts, explican que inyectaron los UCNP a fotorreceptores detrás de la retina en un modelo de laboratorio. Para determinar si los individuos inyectados podían ver y procesar mentalmente la luz NIR, el equipo realizó varias pruebas fisiológicas y de comportamiento.

En una prueba, los investigadores colocaron a los individuos en un tanque de agua en forma de “Y”. Una rama del tanque tenía una plataforma en la que podían subir para escapar del agua. Los autores les entrenaron para nadar hacia la luz visible en forma de triángulo, que marcó la ruta de escape. Un círculo iluminado de manera similar marcaba la rama sin plataforma.

Cuando reemplazaron la luz visible con luz NIR. “Los sujetos con inyección de partículas podían ver el triángulo claramente y nadar hacia él, pero los que carecían de esta no podían ver ni distinguir la diferencia entre las dos formas”, dice Han.

Aunque los UCNP persistieron en los ojos de los sujetos durante al menos 10 semanas y no causaron ningún efecto secundario notable, los autores quieren mejorar la seguridad y la sensibilidad de los nanomateriales antes de llevar a cabo ensayos clínicos.

“Los UCNP son inorgánicos y hay algunos inconvenientes, reconoce Han. La biocompatibilidad no está completamente clara, y necesitamos mejorar el brillo de las nanopartículas para uso humano”. Ahora, el equipo está experimentando con UCNP compuestos por dos colorantes orgánicos. “Hemos demostrado que podemos hacer UCNP orgánicos con brillo mucho mejor en comparación con los inorgánicos”, dice. Estas nanopartículas orgánicas pueden emitir luz verde o azul. Además de tener propiedades mejoradas,

Esta tecnología también podría tener importantes aplicaciones médicas, como el tratamiento de enfermedades oculares. “Actualmente estamos estudiando cómo usar de los UNCP para liberar un fármaco específicamente en los fotorreceptores”, concluye Han.

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