¿Qué puede hacer la nanotecnología para la protección solar?

En verano, hace más de treinta años, nos íbamos a la playa, a la montaña o al campo, nos exponíamos al sol y pasábamos los primeros días con un tono de piel rojo furioso. Éste era el paso previo de un hito a cumplir obligatoriamente: ponerse moreno. Relacionábamos el bronceado con un estado saludable y con un alto nivel de vida. La protección solar estaba reservada para casos de alergia o de quemaduras previas. Sin embargo, desde los años 70 se ha detectado en todo el mundo un aumento de la incidencia del cáncer de piel en la población de piel clara.

El sol, además de brindarnos luz visible y calor, nos proporciona un tipo de radiación de alta energía llamada radiación UV. Estos rayos son invisibles a nuestros ojos, pero tienen un efecto sobre nuestro organismo. Pequeñas dosis de estos rayos son beneficiosas ya que ayudan a la síntesis de vitamina D en nuestro cuerpo. Pero a su vez se ha demostrado que la exposición prolongada a la radiación UV es la causa de lesiones en nuestro órgano más expuesto y extenso: la piel. Estas lesiones pueden ir desde el enrojecimiento (denominado eritema) hasta el melanoma pasando por el envejecimiento prematuro y el carcinoma.

Para protegernos de los rayos UV se han desarrollado una gran variedad de productos comerciales que incluyen en su formulación compuestos químicos que actúan como filtros. Estos compuestos pueden ser sustancias orgánicas e inorgánicas y en ambos casos el mecanismo de acción de la protección se debe a la absorción de la radiación UV. Estos mismos filtros absorbentes también se usan en láminas poliméricas usadas como recubrimientos para vidrios que bloquean UV.

Sin embargo, estos protectores nos son perfectos: existe una complicación asociada a este mecanismo: la energía absorbida del exterior (luz UV) se introduce dentro del sistema (nuestra piel). Esta energía “sobrante” tiene que escapar y sus vías son la generación de calor o la formación de especies reactivas tales como los denominados radicales libres. En ambos casos las consecuencias son la destrucción de la acción protectora de los filtros o la reacción con los compuestos aplicados o con las células de la piel. Por lo tanto el mecanismo de protección no es inocuo.

En los últimos años, nuestro grupo de investigación ha abierto una nueva línea de trabajo con el fin de explorar la posibilidad de bloquear la radiación ultravioleta. A diferencia del mecanismo mencionado anteriormente, nuestra hipótesis de trabajo se basó en la protección contra la radiación a través de un material que refleja la luz ultravioleta en lugar de absorberla. Este método de protección basado en la interferencia de la radiación UV que nos llega del sol, no presenta los efectos nocivos mencionados anteriormente ya que no involucra la generación de estados excitados que dan lugar a los mencionados radicales libres. Este material se desarrolló a partir de la síntesis de dos tipos diferentes de nanopartículas de óxidos inorgánicos que NO absorben la radiación UV. Estas nanopartículas se procesan en forma de capa delgada mediante un sencillo método de deposición. Al depositar alternada y repetidamente las capas de los dos tipos diferentes de nanopartículas se construye una estructura multicapa periódica y ordenada.

Pero hay algo más: el hecho de que los constituyentes primarios de estas láminas sean nanopartículas permite que el espacio libre que hay entre ellas pueda ser llenado por un compuesto químico o un nano-material. Nosotros hemos introducido alrededor de las nanopartículas un polímero, el cual una vez tratado permite contener esta multicapa en una lámina flexible. Además, el polímero que hemos elegido es bio-compatible y adherente por lo que puede usarse sobre la piel humana a modo de apósito transparente con protección selectiva de la radiación UV.

Para evaluar el desempeño de estos materiales, diseñamos experimentos en los cuales detectamos que la cantidad de luz UV que logra traspasar estas películas de aspecto trasparente es prácticamente nula. Aún más importante es que hemos logrado demostrar junto al grupo del Dr. Guillermo de la Cueva (Bionand, Málaga) que el bloqueo producido por nuestros materiales previene el daño de la radiación UV en el ADN de las células de la piel humana. Estos materiales de fácil procesado, son flexibles y transparentes a la luz visible por lo que puede encontrar aplicaciones en varios campos, ofreciendo una alternativa a los métodos de protección UV ya establecidos.

Mauricio Calvo es investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias Materiales de Sevilla, concretamanete pertenece al Grupo Materiales Ópticos Multifuncionales.