El CSIC i la UPV crearan un nou sensor de raigs X capaç de diagnosticar per imatge malalties pulmonars

El consorci que desenvolupa el projecte, on participa l’Institut d’Instrumentació per a Imatge Molecular (I3M), rep 11 milions d’euros del Consell Europeu d’Investigació

Un consorci internacional on participa l’Institut d’Instrumentació per a Imatge Molecular (I3M), centre mixt del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Politècnica de València (UPV), ha rebut una de les prestigioses Synergy Grants del Consell Europeu d’Investigació per a desenvolupar un nou sensor de raigs X per a diagnosticar la malaltia pulmonar obstructiva crònica (MPOC), entre altres afeccions pulmonars. Aquest nou dispositiu utilitzarà una propietat dels raigs X per a detectar l’obstrucció dels alvèols, alguna cosa que no es pot fer hui dia amb cap mètode de diagnòstic per imatge. El projecte té una duració de 6 anys i ha rebut 11 milions d’euros per al seu desenvolupament.

Les Synergy Grants són les competitives ajudes del programa marc de la Unió Europea per a la R+D+I que financen la investigació d’excel·lència. Estan orientades a projectes tan ambiciosos que no poden ser duts a terme per un únic equip. Per això, tots estan compostos per consorcis internacionals d’alt prestigi i tenen una de les dotacions econòmiques més altes de les atorgades per la Comissió Europea.

En concret, l’equip liderat pel professor d’investigació del CSIC José María Benlloch a l’I3M, participa en el projecte SmartX, un consorci format per Franz Pfeiffer a la Universitat Tècnica de Munic i Daniela Pfeiffer, radiòloga de la Clínica Rechts der Isar de Munic (Alemanya), i Edoardo Charbon, de l’Escola Politècnica Federal de Lausana (Suïssa).

Dotat amb 11 milions d’euros, SmartX té com a objectiu desenvolupar un nou sensor de raigs X que detectarà les propietats corpusculars i ondulatòries d’aquests raigs. Fins ara els sensors de raigs X detectaven únicament les propietats corpusculars dels mateixos i no eren capaces de mesurar les propietats ondulatòries. Els raigs X es manifesten com a corpuscles i com a ones, la qual cosa en Física es coneix com a dualitat ona-corpuscle.

“Per a poder estudiar el comportament ondulatori dels raigs X es requereix disposar d’un sensor de resolució espacial extraordinària, d’unes poques micres, i, per exemple, determinar el patró de difracció produït per l’objecte a visualitzar, comptant el nombre de raigs X que arriben a cada píxel”, explica Benlloch. “Fabricar aquest sensor requereix tècniques especials de micro i nanofabricació, incloent-hi fotodetectors d’alta sensibilitat a fotons individuals”, afig. A l’I3M desenvoluparan el detector basat en nanoestructures i una granularitat d’al voltant d’entre 3 i 5 micres.

Aplicació mèdica

La principal aplicació mèdica consisteix en el diagnòstic per imatge de raigs X de la malaltia pulmonar obstructiva crònica (MPOC), que afecta un 10% de la població europea. Actualment aquesta malaltia no es detecta mitjançant cap mètode de diagnòstic per imatge. Els sensors del projecte SmartX, juntament amb les tècniques de reconstrucció d’imatge TAC de raigs X, permetran diagnosticar de manera precisa l’MPOC i altres malalties pulmonars.

A causa de les seues propietats ondulatòries, els raigs X pateixen una xicoteta desviació (difracció) en interaccionar en les parets alveolars dels pulmons. El nou sensor SmartX, donada la seua altíssima resolució, permet detectar el patró de difracció. “Si els alvèols pulmonars estan obstruïts per una malaltia com l’MPOC no apareix aquest patró de difracció, per la qual cosa resulta fàcil diagnosticar aquesta malaltia, a diferència dels raigs X convencionals que no detecten en absolut l’obstrucció alveolar”, resumeix l’investigador del CSIC.

Altres projectes que reben Synergy Grant

El projecte SKIN2DTRONICS d’Andrés Castellanos-Gómez, investigador de l’Institut de Ciència de Materials de Madrid (ICMM-CSIC), està dotat amb 10 milions d’euros, i durant sis anys, desenvoluparà una electrònica ultra prima i flexible que podrà integrar-se en superfícies rugoses o corbes, com la pell o altres estructures biològiques.

Els equips de treball desenvoluparan “la tecnologia necessària” per a la integració a gran escala de transistors i sensors basats en materials de dues dimensions (2D) sobre suports ultres-flexibles: “Això suposa un avanç respecte a l’electrònica flexible convencional, que encara depén de xips rígids de silici”, explica l’investigador.

El projecte SKIN2DTRONICS compta amb la participació d’equips d’Itàlia (Universitat de Pisa), Suïssa (Escola Politècnica Federal de Lausana) i d’Espanya (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia).

Així mateix, Mar García, científica de l’Institut de Ciència de Materials de Madrid (ICMM-CSIC), participa en el projecte METRIQS que també ha rebut una Synergy Grant. El projecte està dotat amb 14 milions d’euros i planteja una revolució en l’electrònica en introduir un nou concepte a l’àrea de la matèria condensada i la ciència de materials. El pla és fusionar materials de tipus van der Waal (és a dir, materials de dues dimensions que tenen una estructura en capes, com seria el grafé) amb els anomenats òxids de metalls de transició (TMO, en anglés, uns materials amb propietats notables que van des de la superconductivitat a la ferroelectricitat). Amb això construiran un nou metamaterial compost que dissenyaran de forma personalitzada per a millorar les seues propietats i multifuncionalitat.

El projecte METRIQS compta amb participació de Dinamarca (Danmarks Tekniske Universitet) i Espanya, a través del CSIC i la Universitat Complutense de Madrid.