Anales de la RANM

146 A N A L E S R A N M R E V I S T A F U N D A D A E N 1 8 7 9 EL FOTÓN EN LA REVOLUCIÓN DE LA MEDICINA DEL SIGLO XXI José Miguel López-Higuera An RANM · Año 2019 · número 136 (02) · páginas 145 a 157 La Fotónica, es considerada por la Unión Europea una de sus seis tecnologías clave (KET, por sus siglas en inglés) para su desarrollo [3]; asimismo, es considerada por los Estados Unidos de Norteamérica (EEUU) una tecnología esencial para el avance de la Nación y similar consideración la otorgan las demás naciones más desarrolladas del mundo. La Organización de las Naciones Unidas (ONU) declaró el año 2015 como el Año Internacional de la Luz [4] y que, tras ello, todos los años hay un Día Internacional de la Luz [5]. Fotónica es uno de los campos de conocimiento más relevantes admitiéndose, en la actualidad, que representará al siglo XXI, lo que la Electrónica ha significado para el siglo XX y que, al ser un campo de conocimiento horizontal afectará a todos los sectores de aplicación siendo, sin duda alguna, el de la Salud y de la Medicina , uno de los más beneficiados. Desde tiempos remotos, los humanos se han visto fascinados por las posibilidades terapéuticas de la luz solar, pero carecían de conocimiento y tecnología para generar, guiar, procesar, detectar, etc., luz eficientemente lo que hizo que su utilización en medicina y en otros sectores fuese muy reducido o prácticamente nulo. La aparición del láser en 1960 catapultó las posibilidades de utilizarlo en un sinfín de aplicaciones en todos los sectores (entonces inimaginables) e hizo que más tarde, en la década de los 80s surgiese la Fotónica. Más recientemente, el deseo de utilizar la luz como herramienta en las ciencias de la vida ha dado lugar a la BioFotónica , que combina conocimiento y técnica de la Fotónica y de la Biología para el logro de avances en las ciencias de la vida y la medicina [6]. Abarca todas las tecnologías basadas en luz para una mejor comprensión del funcionamiento o comportamiento de los seres vivos, así como como para la generación y desarrollo de técnicas/ tecnologías para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades, así como prologar los periodos en salud o reducir los de recuperación de los seres vivos. Para un mejor seguimiento de este artículo invitado, se efectuará una brevísima concepción doctrinal sobre la luz y algunas de sus propiedades más significativas tras lo que, se proseguirá mostrando una serie de estructuras, dispositivos, sistemas, tratamientos (basadas o efectuadas mediante tecnologías de la luz) que se utilizan en clínica con el fin de mantener y/o recuperar la salud de los pacientes. Se continuará mencionado algunas investigaciones relevantes en curso, unas cercanas a su traslación a la clínica para su explotación y, otras que, para ello, requerirán todavía considerable esfuerzo de investigación y de desarrollo; se finalizará apuntando dos líneas de investigación en temáticas potencialmente disruptivas, a medio y largo plazo. De la integración de lo anterior, el lector sin duda alguna, extraerá la conclusión del relevante papel que la Fotónica desempeña y, sobre todo jugará en el avance de la Salud y de la Medicina del siglo XXI. La Ciencia y la Tecnología de la Luz o Fotónica es el nuevo campo de conocimiento que trata de generar, controlar, procesar y detectar radiaciones electromag- néticas (ondas) o flujos de cuantos de energía o foto- nes , que son partículas elementales que constituyen la luz, sin masa, pero que transportan energía. Inter- pretada como onda, la luz puede caracterizarse por su polarización, por su fase, por su amplitud y por su longitud de onda o frecuencia ( f ) que sirve, además, para caracterizar la energía que transporta el fotón a través de la expresión h·f en la que h es la constan- te de Planck. Las radiaciones electromagnéticas o los fotones de la luz pueden ser de frecuencias o bandas de frecuencias que van desde las radiaciones de Tera- herzios (1 TH z =10 12 H z ) a las de rayos Gamma (aprox 10 20 H z ) pasando por los rayos X, las radiaciones ul- travioletas, las visibles y las infrarrojas, tal y como se ilustra en la figura 1. Teniendo en consideración que la longitud de onda en el vacío se relaciona con la frecuencia a través de la ve- locidad de la luz, c , ( λ =c / f ) se puede inducir que la luz puede estar constituida por fotones muy energéticos (o de alta frecuencia, o de longitud de onda muy corta) ο puede incluir fotones de muy poca energía (o de baja frecuencia o de longitud de onda muy largas) todo ello dentro de una banda del espectro electromagnético en el que el rango de longitudes de onda que el ojo huma- no detecta (espectro visible de 400nm a 780nm, apro- ximadamente) es una porción reducidísima del mismo. Según se puede observar en la tabla 1, la luz pue- de estar integrada por fotones muy poco energéticos (de 0,124eV- infrarrojo lejano), energéticos (12,4 eV- UVC) o muy energéticos (12,4 MeV – rayos X duros). ¡Un solo fotón puede aportar la energía su- perior a la energía de enlace entre los elementos que constituyen un “material” y por tanto disociarlo! Figura 1. Ilustración de la luz interpretada como radiación elec- tromagnética y como flujo de fotones e interrelaciones de caracte- rísticas básicas y espectro. Obsérvese que la luz visible ocupa una banda reducidísima del espectro de la luz (base cortesía de SPIE y modificada muy substancialmente por el autor) ¿LUZ, FOTÓN, FOTÓNICA?