Las imágenes del interior de los vasos sanguíneos
El endoscopio miniatura impreso en 3D más pequeño del mundo detecta placas de colesterol y trombos dentro de las arterias humanas y de los ratones
Investigadores de las Universidades de Stuttgart y Adelaida, en cooperación con centros de investigación médica de Australia, desarrollaron una herramienta microóptica especial con un espesor de sólo 125 micrones. Esto permite realizar exámenes endoscópicos dentro de los vasos sanguíneos cuyo diámetro es menor de 0,5 mm y ayuda a detectar placas o trombos para reducir el peligro de un derrame cerebral o un ataque al corazón.
Óptica de endoscopio en miniatura impresa en 3D dentro de un vaso sanguíneo.
Florian Sterl, Sterltech Optics
La endoscopia permite examinar el cuerpo con instrumentos tubulares. Algunos ejemplos son la colonoscopia de los intestinos o la gastroscopia del estómago. Sin embargo, estos endoscopios suelen ser tan gruesos como un dedo. No son adecuados para entrar en los vasos sanguíneos pequeños. La tecnología de fibra de vidrio es una técnica prometedora para inspeccionar hasta venas tan finas, porque las fibras tienen sólo 125 µm de diámetro. El principal problema tecnológico es la óptica extremadamente pequeña en la punta de la fibra: debe mirar hacia los lados para desviar un rayo láser desde el interior de la fibra a la pared interior del vaso, detectar su forma y composición de profundidad, y enviar su reflejo de vuelta a la fibra. De esta manera un doctor puede obtener una imagen desde el interior del cuerpo.
El examen utiliza una tecnología llamada tomografía de coherencia óptica (TCO), que se podría conocer a partir de los exámenes de ojos y retina. Utiliza un rayo láser cuyo espectro de colores es relativamente amplio y que penetra en el tejido. El análisis de la luz reflejada permite hacer un mapeo exacto de la profundidad del tejido, de manera similar al ultrasonido, pero con una resolución espacial mucho mayor.
El Dr. Simon Thiele del grupo del Prof. Alois Herkommer del Instituto de Óptica Técnica de la Universidad de Stuttgart se asoció con los expertos en impresión 3D del grupo del Prof. Harald Giessen en Stuttgart y desarrolló junto con los expertos en fibra OCT Dr. Jiawen Li y Prof. Robert McLaughlin de la Universidad de Adelaida el endoscopio más pequeño del mundo, con un diámetro exterior que incluye la vaina de menos de 0,5 mm. Junto con colegas del Royal Adelaide Hospital, el Instituto SAHMRI de Adelaida y el Centro de Investigación Cardiovascular Monash de Melbourne, utilizaron el endoscopio microóptico de TCO impreso en 3D para examinar el interior de los vasos sanguíneos de ratones y humanos. Los médicos obtuvieron imágenes tridimensionales muy precisas de las venas, que luego fueron comparadas con imágenes histológicas teñidas.
Las placas y los cristales de colesterol pueden ser detectados tempranamente
La microóptica impresa en 3D se enfocó en el rayo láser de la fibra a un punto fino, corrigiendo también las aberraciones en la cubierta plástica cilíndrica. El sistema de TCO fue capaz de detectar placas así como cristales de colesterol en las arterias carótidas humanas así como en las aortas de los ratones obesos. Estas causas de enfermedades vasculares podían ser bien detectadas por el endoscopio de fibra, que giraba como una espiral dentro de los vasos sanguíneos. Las comparaciones con las imágenes microscópicas teñidas del tejido cortado confirmaron la detección temprana por TCO.
El Dr. Simon Thiele, que diseñó la óptica en miniatura, cree que el nuevo sistema podría añadir significativamente a los ya 400 000 exámenes endoscópicos de TCO realizados. Millones más podrían realizarse dentro de las venas de la sangre y detectar placas y cristales de colesterol tempranos. Cree que en el futuro se podrían disolver tales placas con un rayo láser adecuado utilizando un endoscopio en miniatura, que puede entrar fácilmente en estos pequeños vasos.
De la demostración de la tecnología al mercado
Simon Thiele está a punto de convertir la tecnología micro-óptica impresa en 3D en una empresa comercial llamada "Printoptics GmbH". La compañía Nanoscribe GmbH de Karlsruhe, que se separó de KIT hace unos 11 años y que ahora emplea a más de 70 personas, suministró la impresora láser 3D ultraprecisa. Carl Zeiss AG de Oberkochen en Alemania, que es un actor clave en el mercado mundial de la tecnología médica, ya tomó una participación en Nanoscribe. El Ministerio de Investigación, la Fundación Baden-Württemberg y el DAAD apoyaron esta investigación en Alemania.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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