Diamante funciona como sensor para detectar câncer

Defeito com mil e uma utilidades

Pesquisadores usaram um aparato desenvolvido para as tecnologias quânticas para criar um sensor que explora propriedades dos diamantes para fazer diagnósticos de câncer de modo não tóxico e não radioativo.

O elemento chave dessa tecnologia são defeitos atômicos naturais presentes na estrutura cristalina do diamante, conhecidos como vacâncias de nitrogênio, ou centros de cor. Esses centros surgem quando dois átomos de carbono na rede cristalina do diamante são substituídos por um único átomo de nitrogênio, deixando uma “vaga” na rede cristalina.

O interessante é que esses defeitos tornam-se muito sensíveis a minúsculas perturbações no magnetismo ao seu redor, o que os torna excelentes sensores. Além de funcionarem como qubits ideais para computadores quânticos, esses centros de cor podem ter muitas outras utilidades.

“Os diamantes conseguem detectar campos magnéticos graças aos centros de cor, chamados centros de vacância de nitrogênio. Eles permitem que o diamante detecte mudanças muito pequenas no campo magnético e conferem aos diamantes uma bela cor rosa. Esperamos usar esses sensores de campo magnético não apenas para aplicações médicas, mas também para naves espaciais e energia de fusão,” disse o professor Alex Newman, da Universidade de Warwick, no Reino Unido.

A equipe usou as vacâncias de nitrogênio do diamante para detectar células do câncer depois que a doença apresentou metástase, ou seja, se espalhou para outros órgãos – o diagnóstico de câncer nesses casos é o mais problemático de todos. Os testes iniciais foram feitos com câncer de mama.

Diamante para detectar câncer

O sensor de diamante funciona detectando um fluido traçador magnético (nanopartículas de óxido de ferro) que é introduzido nas pacientes durante ou antes da cirurgia de câncer de mama. O fluido traçador é injetado no tumor e, em seguida, viaja para os linfonodos, o principal destino das células cancerígenas metastatizadas.

O sensor de campo magnético de diamante pode então localizar o fluido traçador e identificar os linfonodos a serem removidos cirurgicamente para impedir a disseminação do câncer.

“Para este novo sensor à base de diamante, conseguimos reduzir o tamanho da cabeça do sensor para apenas 10 mm, o que significa que é o primeiro sensor de diamante capaz de detectar fluido traçador magnético pequeno o suficiente para uso endoscópico e cirurgia laparoscópica. Ele também é muito sensível, capaz de detectar um centésimo da dose clínica completa típica de fluido traçador magnético,” disse Newman.

Rastrear o câncer desse modo não é exatamente uma novidade, mas os métodos utilizados nos hospitais usam traçadores radioativos ou corantes azuis simples. Os traçadores radioativos não estão disponíveis em todos os hospitais, devido às precauções extras necessárias ao manuseio de materiais radioativos, enquanto o corante azul causa reação alérgica em muitas pessoas, o que é uma complicação indesejada quando o paciente está sob anestesia geral.

A equipe agora pretende testar o uso do sensor magnético de diamante para detectar outros tipos de câncer, como pulmão, fígado, colorretal e esofágico, o que poderá proporcionar benefícios a um número maior de pacientes.