Desde su descubrimiento por Wilhelm Roentgen en 1895, los rayos X se han convertido en un elemento básico de la atención médica moderna, desde la obtención de imágenes óseas rotas hasta la detección de los primeros signos de diferentes tipos de tumores.

El tipo más común de detector de rayos X utilizado en imágenes médicas hoy en día utiliza materiales conocidos como centelleadores, fabricados con compuestos inorgánicos y rígidos.

Los cristales centelleadores son materiales que emiten luz visible cuando se exponen a radiaciones ionizantes, como los rayos X. Esta luz es la que permite “fotografiar” el interior de nuestro cuerpo. Pero todo su funcionamiento se basa en grandes estructuras que complican su traslado y la postura de los pacientes.

Esta inherente falta de flexibilidad limita sus aplicaciones y, a menudo, obliga a los pacientes a contorsionar su cuerpo para acomodar el equipo médico rígido.

Lógicamente, esto ha creado una necesidad de dispositivos con mayor flexibilidad y, como mínimo, la misma eficiencia. Sin embargo, los intentos previos no han sido exitosos… hasta ahora. Un innovador tejido hecho de fibras inorgánicas flexibles sería capaz de cumplir las esperadas promesas.

De acuerdo con un reciente estudio publicado en Science Advances, se trata de un metatejido flexible, totalmente inorgánico, que ofrece una potencia 10 veces superior a la de los centelleadores anteriores basados ​​en polímeros flexibles.

Este tejido, desarrollado por Li Xu y su equipo en la Universidad Politécnica de Hong Kong, podría revolucionar la forma en que se obtienen imágenes de rayos X y permitir la monitorización de la salud y la protección contra rayos X mediante dispositivos portátiles.

“Este trabajo ofrece un paradigma previamente indefinido para una estrategia de diseño de sistemas de centelleo que mantiene el alto rendimiento de los centelleadores inorgánicos, a la vez que añade la funcionalidad de ser adaptablemente flexible y usable como un tejido”, señala el estudio.

Cuando los rayos X de alta frecuencia inciden en los átomos de un detector de centelleo, excitan los electrones del material, elevándolos a un nivel de energía superior. A medida que los electrones se relajan y regresan a su estado de menor energía, reemiten dicha energía en forma de fotones visibles, que son captados por un fotodetector, convertidos en una señal eléctrica, amplificados y analizados para formar una imagen.

La eficiencia de cualquier material centelleante es directamente proporcional al número atómico de sus elementos constituyentes: cuanto mayor sea el número atómico, o número Z, mejor será la conversión de rayos X en luz visible. Hasta ahora, para lograr flexibilidad, los centelleadores se fabricaban con materiales orgánicos de bajo número Z o polímeros inorgánicos. Ambos métodos son menos eficientes que los centelleadores rígidos fabricados con materiales como el oxisulfuro de gadolinio dopado con terbio (Gd₂O₂S:Tb) y las perovskitas (CaTiO₃).

Para lograr este nuevo diseño flexible, el equipo de Xu utilizó un proceso conocido como electrohilado sol-gel, que utiliza un campo eléctrico para estirar una mezcla de gel y cristalino, convirtiéndola en hebras de fibras inorgánicas extraordinariamente finas.

Este enfoque transformó los centelleadores inorgánicos, que de otro modo serían frágiles, en un metatejido, denominado X-Wear, que puede tejerse en diversas formas y tamaños. El tejido también es transpirable y se integra a la perfección en la tecnología wearable.

Si bien los resultados mostraron su eficacia, aún no se ha integrado en fotodetectores flexibles. Otras posibles limitaciones incluyen la seguridad del material para el contacto directo con la piel y su rentabilidad para la fabricación a gran escala.

Sin embargo, de materializarse, sus posibles aplicaciones incluyen la radiografía portátil para diagnóstico médico, plataformas móviles de salud para radiografías en movimiento, la monitorización visual de la radiación en entornos peligrosos y la protección radiológica integrada en prendas cómodas.