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Nuove tinture a due fotoni per applicazioni biomediche

L’assorbimento a due fotoni è una disciplina emergente che vanta numerose applicazioni biomediche. Si prevede che lo sviluppo di nuovi coloranti con proprietà di eccitazione a due fotoni possa affinare ed espandere l’attuazione di tale processo fotofisico.
Nuove tinture a due fotoni per applicazioni biomediche
L’assorbimento a due fotoni viene impiegato per varie applicazioni di biologia cellulare, tra cui bioimmaginografia microscopica, medicinali foto-attivati, terapia fotodinamica e microfabbricazione 3D di dispositivi biomedicali. Oltre a necessitare di coloranti specifici reattivi all’eccitazione a due fotoni, l’assorbimento a due fotoni richiede anche l’uso di sorgenti ottiche ottimizzate e di un’adeguata strumentazione.

Per facilitare questo, il progetto TOPBIO, finanziato dall’UE, ha combinato un insieme di discipline come chimica sintetica, biologia cellulare, nanotecnologia e studio dei laser. Il progetto ha riunito esperti provenienti dal settore industriale e dal mondo accademico, contribuendo alla formazione di giovani ricercatori.

I ricercatori hanno lavorato per una comprensione fondamentale dei criteri di progettazione molecolare, al fine di ottimizzare l’assorbimento a due fotoni. A tale scopo, sono stati impiegati metodi computazionali che hanno permesso di studiare e modellizzare la risposta delle molecole complesse, tenendo conto dell’ambiente circostante. Si tratta di una questione cruciale per applicazioni biomediche, data la sensibilità agli effetti ambientali dell’assorbimento a due fotoni.

Il team ha sviluppato nuove tecniche pratiche e ha caratterizzato con precisione gli spettri di assorbimento a due fotoni. Ciò ha fornito un importante sostegno per la progettazione di tinture a due fotoni di seconda generazione, ottimizzate per applicazioni fluorescenti e non fluorescenti. Le tinture fluorescenti che emettono luce nella finestra degli spettri biologici potrebbero trovare applicazioni nell’immaginografia ad alta risoluzione in vitro e in vivo, migliorando la diagnosi delle malattie.

Inoltre, gli scienziati hanno studiato la microfabbricazione di protesi mediche o scaffold a due fotoni per scopi di ingegneria tissutale, eseguendo ricerche sulla polimerizzazione dei materiali biodegradabili, oltre a test di idoneità come supporto cellulare. Notevoli sforzi sono stati mirati al meccanismo di morte cellulare indotta a due fotoni, il quale potrebbe portare allo sviluppo di farmaci più efficienti per l’uso nella terapia fotodinamica contro il cancro.

Nel complesso, le attività del progetto TOPBIO hanno affrontato una sfida importante in campo biomedico, connessa alla diagnosi delle malattie. Servendo come sonde maggiormente sensibili e fotostabili, si attende che le tinture del progetto TOPBIO migliorino le pratiche diagnostiche esistenti e producano avanzamenti per la ricerca futura.

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Keywords

Tintura, assorbimento a due fotoni, microfabbricazione, fluorescenza, immaginografia cellulare, TOPBIO, scaffold