El desenvolupament i aplicació d’aquests dispositius per a la destrucció de tumors és un dels objectius del projecte Metasmart. El projecte compta amb la participació de la UPV, AIMPLAS, ISTEC i l’IIS La Fe, tots ells coordinats per l’empresa valenciana DAS Photonics. I és finançat per l’Agència Valenciana de la Innovació
Desenvolupar metasuperfícies intel·ligents reconfigurables impreses en 3D per a destruir tumors de manera molt més focalitzada -a nivell histològic- sense danyar els teixits sans adjacents, aconseguint així un tractament molt menys agressiu per a les persones diagnosticades amb càncer. Aquest és un dels objectius del projecte Metasmart, una iniciativa liderada per l’empresa valenciana DAS Photonics i en la qual participen investigadors i investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV), al costat d’AIMPLAS, ISTEC i l’Institut d’Investigació Sanitària La Fe (IIS La Fe). El projecte és finançat per l’Agència Valenciana de la Innovació.
Segons expliquen des del Centre de Tecnologia Nanofotònica (NTC) de la UPV, les metasuperfícies amb estructures artificials dissenyades per a manipular ones de diferent naturalesa. “Són materials les propietats dels quals podem crear a la carta, la qual cosa ens permet, per exemple, controlar ones acústiques o ones electromagnètiques en tot l’espectre. El seu potencial és enorme, en múltiples camps, com el de la biomedicina i, més en concret, en teràpies contra el càncer, però també en altres sectors, com el de les telecomunicacions”, afig Carlos García Meca, director d’investigació de DAS Photonics, spin off de la UPV. No obstant això, les tècniques actuals de fabricació d’aquestes metasuperfícies fan que estiguen lluny encara de poder ser aplicades en l’entorn industrial. I aquest és un altre dels grans reptes als quals respon el projecte Metasmart.
“Volem revolucionar el camp de les metasuperfícies mitjançant la investigació de nous processos de producció basats en tècniques de fabricació additiva (impressió 2D multicapa de materials funcionals, impressió 3D i 4D) versàtils, precises i barates. Utilitzant la impressió 3D estalviarem material, serem més respectuosos amb el medi ambient, la capacitat de prototipat serà més alta, podrem deslocalitzar la producció. Serà un abans i un després en el desenvolupament i aplicació d’aquests materials” apunta Sergio Lechago, investigador de DAS Photonics.
Destrucció de tumors
Gràcies als avanços mèdics i tecnològics, en les últimes dècades, l’esperança de vida dels pacients diagnosticats amb càncer és cada vegada superior. Aquest increment vital té un peatge per a molts dels pacients de càncer, que sol ser molt alt pel que fa a la seua qualitat de vida (tant a nivell físic com psicològic) pels agressius efectes secundaris que tenen molts d’aquests tractaments.
Noé Jiménez, investigador de l’Institut d’Instrumentació per a Imatge Molecular (I3M), centre mixt de la Universitat Politècnica de València i el Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC), explica que els tractaments actuals per ablació tèrmica afecten no sols la zona tumoral, sinó també als teixits sans que envolten el tumor. “El que busquem amb aquestes metasuperfícies és destruir-ho mecànicament. En aquesta modalitat, els ultrasons actuaran com un martell, picant cèl·lula a cèl·lula, produint una lesió molt focalitzada i amb les vores molt delimitades, a nivell histològic, per la qual cosa no es danyarien els teixits sans”, destaca Jiménez.
En aquest sentit, César David Vera Donoso, facultatiu del Servei d’Urologia de l’Hospital La Fe de València i director del Grup d’Investigació NITIUV de l’IIS La FE que lidera l’aplicació clínica final, destaca que la medicina i la tecnologia del futur han de ser capaços no sols de curar malalties, sinó de generar el menor impacte possible en el pacient amb teràpies cada vegada menys agressives i mínimament invasives.
“Amb aquesta idea en la ment, la tecnologia plantejada en Metasmart generarà solucions concretes basades en l’ús de metasuperfícies, inicialment per al tractament del càncer de pròstata. Sent aquest el tumor més freqüent en homes a tot el món, la histotripsia com a tractament focal en els pacients amb càncer localitzat pretén aconseguir un tractament curatiu que s’incorpore a les possibilitats que tenim actualment, evitant al pacient els efectes secundaris d’altres tècniques com la radioteràpia o la termoablació. Això permetria tractar a un número molt important de malalts afectes de càncer de pròstata”, destaca Dr. Vera Donoso.
Millors comunicacions sense fils
El projecte Metasmart planteja també el disseny i desenvolupament de metasuperfícies electromagnètiques 3D reconfigurables capaces de manipular els fronts d’ona radiats. La seua aplicació permetrà millorar i optimitzar les comunicacions sense fils de dades en diferents bandes de freqüències, evitant interferències i caigudes de cobertura. “En aquest camp, aquestes metasuperfícies contribuirien a millorar el rendiment de les torres de comunicació, en primer lloc, i en últim terme, a optimitzar les nostres comunicacions”, destaca Ana Díaz, investigadora del NTC de la Politècnica de València.
La investigadora del NTC assenyala, a més, que aquestes metasuperfícies podrien integrar-se també en taules, parets, etc. de les llars, empreses, etc., creant un entorn intel·ligent que reduiria al mínim les possibilitats que, per exemple, una crida es talle o caiga la connexió a la xarxa, etc.
Projecte amb millor valoració
Des d’AIMPLAS, Institut Tecnològic del Plàstic, s’investigarà en les tecnologies de processat multicapa 2D i 3D per al desenvolupament de metasuperfícies tant acústiques com electromagnètiques. Mentrestant, el treball de l’equip d’ISTEC se centrarà en l’anàlisi de les aplicacions en el camp de les comunicacions, la definició de requisits i la validació dels prototips.
D’entre el centenar de propostes presentades per a la convocatòria de ‘Projectes Estratègics de Cooperació’ de l’Agència València de la Innovació, METASMART va ser el que va obtindre la millor valoració de tota la convocatòria. “És una iniciativa que, a més, mostra el potencial industrial de la Comunitat Valenciana per a arribar a solucions eficients i amb aplicacions en camps que ens afecta a tots, com el de la salut o les comunicacions”, conclou Carlos García Meca.
El projecte va començar al setembre de l’any passat i conclourà a la fi de 2024.
Foto de grup del personal investigador que ha desenvolupat el projecte Metasmart. Crèdits: UPV.