El Grupo de Espectroscopía Láser y Altas Presiones de la ULL se dedica al estudio de propiedades ópticas de materiales con aplicaciones en fotónica. ¿Cómo se llevan a cabo las técnicas investigadas en el laboratorio?  “Tenemos varias líneas de investigación abiertas. Básicamente, las podríamos dividir en experimentos bajo condiciones extremas de presión y/o temperatura, otra visión basada en lo que serían aplicaciones biomédicas de estos sensores y otras en nanomateriales. Por último, estudiamos también procesos de conversión de energía infrarroja en visible y de ultravioleta a infrarroja”.

“Son técnicas muy nuevas y novedosas para las que se necesita un equipamiento especializado”

¿Cómo se puede aplicar la espectroscopía láser a la medicina? “Todo pasa por usar nanomateriales. Es decir, necesitamos estructuras cristalinas de tamaños inferiores a 100 nanómetros, eso significa mil veces menos que el grosor de un cabello. Debe ser lo suficiente pequeño para que, con procesos de síntesis químicas relativamente sencillas, pueda entrar en las células del cuerpo humano. Hoy en día todavía se estudia en ratones, y como todavía es un campo tan joven cualquier investigación que se haga es casi un descubrimiento. Son técnicas muy nuevas y novedosas para las que se necesita un equipamiento especializado”.

¿Los métodos que se desarrollan en este laboratorio podrían en un futuro favorecer al tratamiento contra el cáncer? “Sí, ya que lo que hacemos es enviar una señal de excitación láser, y con la luz que reemite este nanomaterial podemos controlar la temperatura de la célula. Además, ese nanomaterial es capaz de absorber y calentarse por la radiación. Podemos controlar la temperatura al ir aumentándo la intensidad del láser, lo que hace que se incrementen los grados en el entorno local de la célula cancerígena, hasta llegar a un punto en el que podamos matarla de forma muy controlada. Para que esto llegue y evolucione a unas terapias reales, con aplicaciones en el ser humano, todavía queda mucho camino y muchos aspectos a contrastar”.

¿Cuáles son las ventajas de esta práctica con respecto a las que se utilizan actualmente en la medicina? “Lo que se busca es que sea un sistema no invasivo y muy controlado. Se buscan radiaciones que la piel humana no absorba, ya que actualmente se tienen muchos problemas con la absorción no solo de la epidermis, sino de todos los componentes que hay en la sangre. Lo que queremos es matar un grupo controlado de células, sin dañar otras que, en teoría, están sanas. Por lo tanto, lo principal es controlar muy bien la temperatura, ya que entorno a unos 45 grados las células empiezan a sufrir. Si ese calor es incontrolado y en una extensión relativamente grande matas el cáncer, pero también a unidades normales”.

“Se busca que sea un sistema no invasivo y muy controlado”

­Desde la fundación de su grupo han redactado más de 200 publicaciones científicas relacionadas con los mecanismos láser y las propiedades ópticas de los materiales. Estas investigaciones tienen varias aplicaciones médicas, aparte del tratamiento contra cáncer. ¿Podría hablar sobre alguna de ellas? “Nos centramos sobre todo en esas, pero está claro que hay otro tipo de estudios. Por ejemplo, los que se basan en las obstrucciones coronarías, es decir, aquellas arterias que, por efecto del colesterol, se van cerrando. Con ayuda de estos nanomateriales se puede investigar cómo reducirlo o donde están localizados. El campo está muy abierto, con aplicaciones ilimitadas. El principal problema es que necesitas un equipo de investigación en el que se involucren médicos, biólogos, químicos y físicos. Unirnos para trabajar puede llevarnos entre uno o dos años debido a que, simplemente para entender lo que nosotros queremos y lo que ellos quieren, se requiere bastante tiempo. Y esto en La Laguna no lo tenemos. Ir más haya sería irnos de las líneas del grupo”.

¿Considera que la maquinaria es mejorable? “Tenemos un laboratorio bastante competitivo a nivel nacional. A lo largo de estos años hemos ido encadenando proyectos nacionales, y el equipamiento que tenemos es comparable al que pueda haber en otras partes, no solo de España, sino también de cualquier país del mundo. Por supuesto que es mejorable, se pueden comprar más y mejores equipos, pero ahora mismo, gracias a lo que disponemos en este, tenemos muchas colaboraciones a nivel europeo y de otros continentes”. 

“Tenemos un laboratorio bastante competitivo a nivel nacional”

El grupo que usted coordina cuenta con más de una veintena de publicaciones al año en revistas de gran importancia. ¿Qué siente al pensar que su trabajo se está dando a conocer? “La verdad que es una satisfacción. Nos sentimos orgullosos de que en el laboratorio tengamos el equipamiento suficiente para ser tan competitivos a la hora de publicar, aunque es verdad que esas publicaciones se deben también a la cantidad de colaboraciones que tenemos con otros grupos de investigación. Esta es una táctica muy buena para la ULL porque lo que hacemos es poner nuestra Universidad en el mapa científico. Estamos muy satisfechos, aunque podrían ser más si tuviéramos más doctorandos, ese es el gran hándicap que tenemos, no solo nosotros, sino que es a nivel nacional”.

En junio del año pasado realizaron un seminario sobre la ciencia del siglo XXI en el que participaron los profesores e investigadores japoneses Akira Yoshikawa y Kei Kamada. ¿Este año piensan organizar otro similar? “Ellos forman parte de un grupo muy potente de la Universidad de Tohoku en Sendai. La idea es seguir con la colaboración. Ellos quieren volver y, además, me han propuesto hacer una estancia de un mes en su laboratorio, probablemente en septiembre, para así poder profundizar en la cooperación. Es gente muy valiosa. A nosotros nos interesa lo que ellos hacen y ellos están interesados en las aplicaciones ópticas, en las que no están tan especializados. Vamos por buen camino, los comienzos siempre son difíciles y lentos, pero esperamos que esto vaya a más. Desde luego es uno de los grupos en los que más interés tenemos por mantener una participación fluida y fructífera. El Departamento de Física es muy activo, realizando al menos dos seminarios todos los años, siempre contando con la colaboración de la ULL, y de los Institutos Universitarios de Investigación IMN y IUDEA”.

“La ciencia no solo es fundamental, es uno de los parámetros que enriquece a un país”

¿Cree que se debería apostar más por la labor científica? “Por supuesto. El problema es que no hay una sensibilidad a nivel político de la necesidad de que España tenga buenos investigadores. Parece que vale más la pena construir un aeropuerto que contratar a científicos para institutos de investigación. Además, desde que llegó la crisis hay un fuerte retroceso, ya que el gobierno decidió que la investigación no era una prioridad. Aunque la autoridad diga que no, hizo que muchos jóvenes emigraran a países en los que sí se valora este conocimiento. Si no somos capaces de generar investigación propia, no seremos un país competitivo, seremos un país de servicios, un país prescindible. Ya lo decía Ramón y Cajal: ‘No se enseña bien lo que no se hace y quien no investiga no enseña a investigar’. La ciencia no solo es fundamental, es una de las actividades que enriquece”.

Esta es la segunda visita de Runowski en la ULL en lo que va de 2017, pues ya estuvo durante los meses de marzo y abril el centro docente. Está previsto que, además, investigadores de la institución canaria realicen una estancia similar en Polonia el año que viene. Como explica el profesor Lavín, esta colaboración nace del interés mutuo por el trabajo realizado por los dos equipos de investigación: el Departamento de Tierras Raras de la Universidad Adam Mickiewicz está especializado en la síntesis de materiales, mientras que el grupo de la ULL es experto en caracterización óptica.

“Buscamos un comportamiento específico del nanomaterial y el equipo polaco modifica su síntesis para obtener los resultados pretendidos, bien sean para biomedicina, para sensores de temperatura-presión o para cualquier otra aplicación fotónica, es decir, aquellas aplicaciones en la que es necesaria la participación de luz ultravioleta, visible o infrarroja. Dependiendo del tipo, concentración y objetivo del ion ópticamente activo que se introduce en la matriz estudiada, se va modificando todo hasta conseguir el material idóneo para esa aplicación”, explica el profesor del centro tinerfeño.

Por su parte, Runowski señala que en Polonia trabaja en la síntesis de nanomateriales de diferentes estructuras y morfologías, incluso modificando sus superficies para aplicaciones específicas como la biomedicina. En la ULL puede realizar estudios a altas presiones y diferentes temperaturas para así medir y analizar los cambios en la luminiscencia de las nanopartículas.

Fotónica y Biomedicina

El grupo de Espectroscopia Láser y Altas Presiones de la ULL se dedica al estudio de propiedades ópticas de materiales con aplicaciones en fotónica. Lavín comenta que, últimamente, han centrado su atención en investigación no sólo básica a temperatura ambiente, sino también a alta y baja temperatura y también controlando la presión sobre el sistema analizado. “Esto tiene aplicaciones relativamente nuevas en biomedicina, en procesos de calentamiento de terapias de calor por láser para matar células cancerígenas, analizar cómo son las obstrucciones en las arterias para evitar procesos de infartos, y también en aplicaciones en lo que serían sensores de presión y temperatura, que es donde más quiere trabajar Marcin Runowski”, explica su coordinador.

Actualmente, el grupo de Espectroscopia Láser y Altas Presiones está desarrollando un proyecto de investigación con financiación para tres años del Ministerio de Economía y Competitividad dirigido por el profesor Inocencio Martín Benenzuela que está relacionado con estos trabajos. Concretamente, estudiará familias de nanoperovsquitas, unos minerales de gran interés para diferentes campos de la fotónica. Los objetivos de este proyecto abarcan desde los procesos de síntesis de las matrices de las nanoperovsquitas hasta el análisis de sus propiedades para ser usadas en sensores ópticos de presión y o temperatura, una de las áreas de interés de Runowski.