I ricercatori del Centro Interdipartimentale PhotoNext del Politecnico di Torino e dell’Istituto Superiore Mario Boella (Torino), in collaborazione con i ricercatori dell’Institute of Electronic Structure and Laser (IESL) della Foundation of Research and Technology (FORTH) di Creta, hanno realizzato i “reticoli di Bragg in fibra” o Fiber Bragg Gratings (FBG) permettendo la realizzazione di sensori ottici che hanno la capacità di dissolversi completamente all’interno del corpo umano in maniera controllata e senza provocare effetti collaterali.
Il lavoro di ricerca, pubblicato sulla rivista scientifica Optics Letters, è stato sviluppato dai ricercatori del Politecnico Diego Pugliese e dell’ISMB Nadia Boetti, coordinati dal professor Daniel Milanese del gruppo MAterials for Photonics and Sensing.
Combinando le caratteristiche uniche di una fibra di vetro progettata per essere bioriassorbibile e gli FBG, che funzionano da sensori ottici di temperatura e deformazione, ci sono stati dei progressi nello sviluppo di sensori ottici impiantabili.
L’uso di FBG in ambito biomedicale è reso difficile a causa dei materiali usati nelle fibre ottiche standard. Questo perché le fibre ottiche tradizionali a base di silicio se si rompono all’interno del corpo possono causare infiammazioni locali acute molto gravi e non sono rimovibili. Progettando accuratamente il vetro di cui sono fatte queste fibre speciali, i ricercatori del Politecnico di Torino hanno risolto questo problema. Si tratta di un vetro che permette il dissolvimento in modo simile alle suture assorbibili, mantenendo allo stesso tempo inalterata la capacità di guidare la luce come fanno le fibre ottiche comuni.
Questa nuova tecnologia presenta numerose potenzialità. Gli FBG in fibra ottica bioriassorbibile potrebbero essere impiegati ad esempio “per monitorare il processo di guarigione di una frattura ossea, per rilevare la pressione nelle articolazioni, per migliorare le tecniche basate sui laser per la rimozione di tumori”.
Durante gli studi realizzati presso il Centro PhotoNext del Politecnico di Torino, si è inoltre scoperto che l’esposizione della fibra bioriassorbibile alla luce laser ultravioletta induce una maggiore reattività del materiale con i fluidi biologici, aumentando localmente la velocità di dissoluzione. I sensori e le fibre esposte con luce ultravioletta sono, dunque, stati immersi in soluzioni con condizioni di pH e temperatura che simulano quelle del corpo umano, mostrando una riduzione del loro spessore nell’arco già di poche decine di ore.