O Fraunhofer IAF está envolvido atualmente com a Universidade de Ulm, a empresa NVision Imaging Technologies GmbH, a Universidade Hebraica de Jerusalém e o Centro israelita de Tecnologias Avançadas de Diamante num projeto conjunto, o DiaPol, com o objetivo de melhorar o procedimento de Imagem por Ressonância Magnética (IRM) com recurso a nanodiamantes.
A nova tecnologia envolvida no projeto “oferece excelentes oportunidades, dado que os resultados extremamente precisos e rapidamente disponíveis permitem ajustar o tratamento ao tecido tumoral do paciente de forma significativamente mais eficiente como nunca antes tinha sido possível com anteriores métodos.”
Um relatório do Instituto Robert Koch, de 2016, indica que o número absoluto de novos casos na Alemanha quase duplicou desde o início dos anos 70. Nesta como em outras doenças o tempo é um fator crucial, pois um diagnóstico precoce e preciso pode salvar vidas, sendo também a incerteza de poder possuir a doença que mais nos assusta as pessoas quando submetidas a um exame.
O Fraunhofer IAF indicou, em comunicado, que durante as últimas décadas, os métodos para detetar tecido suspeito no corpo tornaram-se cada vez mais precisos. A ressonância magnética é particularmente suportável e eficiente para os pacientes, porque funciona sem substâncias químicas nocivas ou substâncias radioativas. A ressonância magnética pode criar secções transversais tridimensionais e detalhadas do tecido humano.
A ressonância magnética clássica usa campos magnéticos para produzir imagens de alta resolução. O corpo humano é composto por 70% de água, em que cada molécula de água contém dois átomos de hidrogénio com núcleo magnético. Os campos magnéticos nesse núcleo são gerados por spin nuclear. Um polarizador pode ser usado para amplificar e ajustar os minúsculos campos magnéticos desses spins. Quanto mais ajustadas são os spins, mais forte é o sinal da IRM e os resultados mais precisos. Ao adicionar pulsos de alta frequência, certos núcleos atómicos no corpo humano são ressonantemente excitados, podendo serem medidos como um sinal elétrico. Um programa traduz posteriormente os sinais em imagens tridimensionais de alta resolução.
Polarizadores baseados em diamantes tornam o IRM 10.000 vezes mais sensível
No novo procedimento de IRM, os investigadores combinam o método clássico com um polarizador de nanodiamantes. Os centros de inoculação de nitrogénio incorporados num diamante desempenham um papel importante no processo inovador de polarização: Nestes a centros os spins de eletrões geram campos magnéticos que podem ser transmitidos para outras spins nucleares e, assim, ajustá-los (“polarizá-los”). Este procedimento hiperpolariza os nanodiamantes ou moléculas externas.
Podem então ser injetados no corpo humano antes da IRM, o que aumenta significativamente a sensibilidade da imagem. O Fraunhofer IAF está envolvido nesta parte do projeto dado que é especializado em nanotecnologia de diamantes.
“O nosso trabalho é otimizar o diamante na nanoescala e a incorporação dos centros de inocupação de nitrogênio”, explicou Verena Zürbig da Fraunhofer IAF. A coordenadora do projeto e o líder do grupo para a “Diamond Technology” está convencida que “comparando com o procedimento convencional, os polarizadores de diamante vão aumentar significativamente a sensibilidade da RM”. A empresa NVision vê grandes perspetivas no novo procedimento: “Não só poderá tornar-se possível diagnosticar cedo o cancro, mas também para identificar o estágio exato da célula cancerígena.”
O Fraunhofer IAF esclareceu que o diamante, como material, tem algumas vantagens imbatíveis, por exemplo, a hiperpolarização com diamante pode ser alcançada à temperatura ambiente, permitindo um método muito mais rápido e económico em comparação com os procedimentos convencionais, que ainda exigem temperaturas muito baixas. Um dos subobjetivos do projeto é a construção de polarizadores de diamantes extremamente pequenos, flexíveis e móveis. Esta inovação permite uma análise rápida e reduz o tempo para os pacientes que aguardam os resultados dos exames várias semanas ou alguns dias. Ao fornecer medidas mais precisas e um correspondente melhorado tratamento, o projeto espera trazer um maior alívio aos pacientes que muitas vezes e encontram num estado de incerteza e de medo que o cancro coloca.
