El grafeno es tan solo una lámina de carbono de tan solo dos dimensiones (2D) formada por una única capa de átomos dispuestos en una red hexagonal, y que está presente en el grafito. Durante muchos años, los científicos consideraron imposible obtenerlo de forma natural. Sin embargo, fueron dos investigadores quienes demostraron que era posible aislar capas de grafeno de espesor atómico, lo que les llevó a ganar el premio Nobel de Física en 2010, por un descubrimiento que habían realizado en 2004. Esos investigadores son André Geim y Konstantin Novoselov.
¿Por qué resulta tan peculiar? El grafeno es tan resistente que un gato podría balancearse en una hamaca de este material que pesara menos que uno de sus bigotes y que sería, además, prácticamente invisible. Al menos, así lo definió la Academia de Ciencias sueca cuando se hizo entrega del anteriormente mencionado premio Nobel de Física.
Se trata del material más fino y más conductor del calor y de la electricidad que existe hoy en día, además de ser flexible, transparente y muy fuerte, lo que hace que algunos ya hagan mención a la “Edad del Grafeno”. Especialmente utilizado en tecnología móvil y en dispositivos digitales, lo cierto es que el grafeno tiene una casi infinita aplicación en medicina.
CÁNCER, BIOSENSORES Y REGENERACIÓN NERVIOSA
Un aspecto fundamental del tema en cuestión es que el grafeno tiene la capacidad de interactuar con el tejido vivo, tal y como remarcaron los profesores de la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados (Icrea), Stephan Roche y Arben Merkoçi, durante el pasado Icrea Workshop on Grapheene Nanobiosensors, organizado por el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología.
El grafeno es compatible con la administración de fármacos, terapias contra el cáncer o biosensores
Además, el grafeno es compatible con la administración de fármacos, terapias contra el cáncer o biosensores gracias a su gran superficie, biocompatibilidad y estabilidad química.Los tejidos nerviosos y la columna vertebral, por ejemplo, podrían verse reconstruidos gracias a la creación de implantes artificiales a partir de compuestos de materiales biológicos muy resistentes a base de grafeno y su capacidad de conductividad eléctrica. De hecho, los investigadores de la Universidad Tecnológica de Michigan están realizando enormes avances en la bioimpresión de nervios en 3D al desarrollar materiales poliméricos que pueden servir de andamio de estos tejidos nerviosos.
El de los biosensores es otro campo abierto a esta tecnología. El grafeno tiene un rendimiento excepcional en la detección de toxinas de los alimentos, de la contaminación ambiental, los gérmenes y bacterias específicas. Su forma de detectar toxinas tiene una sensibilidad 10 veces mayor a los sensores convencionales. Puede servir también para predecir ataques al corazón al detectar micropartículas específicas en la sangre que se liberan antes de sufrir un ataque.
El grafeno se puede aplicar a la secuenciación de ADN, algo crucial para estudiar enfermedades de origen genético
El grafeno se puede aplicar, a su vez, a la secuenciación de ADN, algo crucial para estudiar las enfermedades de origen genético, los tipos de cáncer y los problemas en los sistemas inmunológicos. Este material, convertido en membrana, puede sumergirse en el fluido conductor y aplicar un voltaje de energía para extraer el ADN a través de los poros minúsculos en el grafeno (secuenciación de nanoporos). Los sensores de ADN basados en el grafeno permiten un análisis más rápido y más eficiente, y se abarcan dentro del ámbito de la nanomedicina. Aunque la técnica todavía está en su etapa más inicial, es un aliento para los investigadores en cuestiones como la prevención y tratamiento de enfermedades relacionadas con la genética.Pero, quizá donde el grafeno alberga más esperanzas, es en la detección y tratamiento del cáncer. Recientemente, un equipo de investigadores chinos desarrolló un sensor de grafeno capaz de detectar una única célula con cáncer. También en la Universidad de Manchester encontraron que el óxido de grafeno (una de las distintas formas en las que se puede obtener este material) puede actuar como un agente anti cancerígeno que se dirige selectivamente a las células madre con cáncer.
En combinación con otros tratamientos ya existentes, este avance podría ayudar a reducir el tumor de forma mucho más rápida y prevenir la propagación del mismo y su recurrencia una vez superado el tratamiento.
Un equipo de investigadores chinos desarrolló un sensor de grafeno capaz de detectar una única célula con cáncer
El grafeno, asimismo, se estudia en el desarrollo de fármacos contra el cáncer, debido especialmente a su capacidad para transportar grandes cantidades de medicamentos a zonas muy determinadas y evitar que la medicación afecte negativamente a otros órganos o tejidos que no están enfermos. Como agente anticáncer, además, su conductividad térmica y capacidad de convertir las ondas de radio no ionizantes en energía térmica a niveles microscópicos, o su capacidad para generar suficiente calor para eliminar las proteínas y el ADN de las células cancerosas el grafeno abre muchas posibilidades.PROYECTO GRAFENO
En 2013, la Comisión Europea seleccionó dos proyectos como Tecnologías Futuras y Emergentes y les dotó a cada uno con 1.000 millones de euros para una investigación de 10 años. Uno era el proyecto Human Brain, mientras que el otro fue el Proyecto Grafeno, ambos liderados por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
Según contaba ese año Francisco Guinea a la Agencia Sinc, a largo plazo se espera que que este material dé lugar a aplicaciones médicas revolucionarias como las retinas artificiales. El proyecto implica a 126 grupos académicos e industriales procedentes de 17 países europeos. A continuación, el vídeo completo con la presentación de Jari Karnet, líder del proyecto en Bruselas, antes de ser elegido ganador.
Mientras tanto, Europa cuenta desde marzo de 2015 con el primer centro dedicado exclusivamente a la investigación de este material, el National Graphene Institute, en Reino Unido y ligado directamente a la Universidad de Manchester, que trabaja con 35 compañías de todo el mundo y en el que el gobierno británico y la Unión Europea han desembolsado más de 60 millones de euros. Sin duda, Europa está apostando fuertemente una revolución tecnológica y médica, y por el momento solo queda esperar a ver cuáles serán sus resultados en los próximos años.