Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nuove alternative all’orizzonte per l’endoscopia e la biopsia per il comfort del paziente

L’endoscopia può rilevare tessuti, tumori e occlusioni coronariche sospetti ma, nonostante sia mininvasiva, nei migliori dei casi risulta disagevole per il paziente. Alcuni ricercatori hanno lavorato allo sviluppo di un endoscopio a fibra per osservare e raccogliere informazioni provenienti da tessuti viventi in situ senza dover ricorrere alla biopsia.

Salute

I ricercatori del progetto BiOp-FibEnd, finanziato dall’UE, hanno adattato la tecnologia tradizionale di produzione per la fibra ottica, così denominata «trafilatura». Fondamentalmente, una preforma viene inserita in un forno e, a seguito del riscaldamento, diventa malleabile permettendo il suo inserimento in una fibra. «Per ottenere la tolleranza di un diametro inferiore al micron necessaria per questa ricerca, abbiamo dovuto creare un sistema di trafilatura solido e stabile dipendente dall’ambiente in cui la fibra è prodotta», illustra Alessio Stefani, borsista di BiOp-FibEnd.

Nuovi materiali, nuove applicazioni

Il team di BiOp-FibEnd ha utilizzato per la prima volta nuovi materiali considerando la loro applicazione nell’esplorazione dei tessuti corporei. Un’applicazione che non avevano considerato inizialmente era la misurazione della pressione arteriosa. «Abbiamo scelto il poliuretano che possiede un’elevata elasticità, simile a quella di un elastico, per sviluppare un sensore in grado di misurare indirettamente la pressione arteriosa fornendo una lettura altamente precisa durante la camminata e la corsa», spiega Stefani. Il metodo ingegnoso si avvale di due fibre parallele, ciascuna dotata di una fonte luminosa e di un rilevatore. Il battito deforma la fibra e quindi disturba proporzionalmente il segnale luminoso. La differenza temporale del battito in ciascuna fibra calcola la velocità dell’onda del polso o la pressione arteriosa. Il team di ricerca ha superato i limiti della struttura prodotta con la trafilatura, creando strutture dielettriche con 500 fili di metallo di diametro mediamente inferiore ai 150 nm. Le iperlenti multimateriali prodotte da queste strutture hanno fornito un imaging con un’ottima risoluzione nella gamma del medio infrarosso a lunghezze d’onda tra i tre e i quattro micrometri e si sono concentrate in un punto 176 volte più piccolo rispetto alla lunghezza d’onda nella gamma del THz. Un altro importante esito del progetto consisteva in un catetere in grado di riconoscere le differenze tra i vari tessuti presenti nel cuore unendo la spettroscopia e l’intelligenza artificiale. È stato depositato un brevetto per tale tecnologia.

Anche gli svantaggi imprevisti conducono a soluzioni

«La sfida più improbabile per il gruppo era il fatto che la più piccola quantità di luce ha distrutto le iperlenti durante il funzionamento nella gamma del medio infrarosso. I campioni, i minuscoli fili di metallo, si sono liquefatti», spiega Stefani. I ricercatori hanno approfondito le soluzioni a tale problema, almeno teoricamente causato dagli ovvi vincoli temporali. «Le simulazioni per verificare la validità di queste proposte alternative sono abbastanza promettenti. Tuttavia, insieme, tali soluzioni meritano un progetto a parte, e quindi, non era ragionevole approfondirle tutte in modo sperimentale», afferma Stefani. La risposta equivaleva a investire il tempo rimasto nella parte più promettente del progetto, il rilevatore di pressione arteriosa, la principale applicazione medica.

Una ricerca realistica progredisce grazie a opportunità di finanziamenti

Il team è pragmatico e ottimista riguardo ciò che li attende in termini di ricerca futura. Comprendendo i limiti del sistema, i ricercatori dispongono quindi di possibili soluzioni. «Siamo impegnati attivamente in conversazioni con partner finanziatori privati e pubblici per trasformare il sistema di monitoraggio della pressione arteriosa in un prodotto commerciale, ed è stato depositato un brevetto», dichiara Stefani. Sottolineando l’importanza del lavoro di gruppo, Stefani evidenzia che BiOp-FibEnd è stato finanziato da una borsa di studio individuale di Marie Skłodowska-Curie. «Tuttavia, avere una sola persona impegnata nel lavoro non sarebbe stato sufficiente per conseguire la gamma di risultati che abbiamo ottenuto. Lavorando verso un obiettivo simile, tutti lo hanno reso più efficiente, seppure diretti in varie direzioni e approfondendo diversi scenari», prosegue concludendo Stefani.

Parole chiave

BiOp-FibEnd, trafilatura, endoscopio, biopsia, pressione arteriosa, iperlenti, fibra ottica

Scopri altri articoli nello stesso settore di applicazione