INVESTIGACIÓN Y DISEÑO


La impresión 3D de alta precisión permite el endoscopio más pequeño del mundo

19/11/2020

CATEGORíA: Nuevos avances MARCA: Nanoscribe

La novedosa herramienta microóptica, fabricada mediante una impresora 3D Nanoscribe, tiene un ancho de tan solo 125 micrones. En el futuro, este dispositivo podría permitir exámenes endoscópicos dentro de los vasos sanguíneos de menos de medio milímetro de diámetro.


© Florian Sterl, Sterltech Optics

 

 

Investigadores de las universidades de Stuttgart y Adelaide desarrollaron el endoscopio en miniatura impreso en 3D más pequeño del mundo en cooperación con los centros de investigación médica de Australia.

 

El endoscopio detecta placas, trombos y cristales de colesterol dentro de las arterias humanas y de ratón. Por tanto, podría ayudar a reducir el riesgo de accidente cerebrovascular o ataque cardíaco.

 

Los endoscopios se utilizan para examinar el interior del cuerpo, por ejemplo, la coloscopia permite a los médicos examinar los intestinos y gastroscopia el estómago. Sin embargo, estos endoscopios suelen ser demasiado grandes para entrar en los vasos sanguíneos. La tecnología de fibra óptica se puede utilizar para crear sondas lo suficientemente pequeñas como para insertarse de manera segura dentro de los vasos sanguíneos, con un diámetro de solo unos pocos cientos de micrones.

 

El desafío sigue siendo fabricar ópticas de imagen muy finas, de forma libre y potentes en la punta de la fibra para tomar imágenes de alta calidad desde el interior de los vasos. Para investigar la viabilidad de tales microópticas, un equipo internacional de la Universidad de Stuttgart, junto con la Universidad de Adelaide, el Royal Adelaide Hospital, el SAHMRI Institute en Adelaide y el Monash Cardiovascular Research Center en Melbourne trabajaron juntos en el diseño, fabricación y prueba de el endoscopio más pequeño del mundo. Con un endoscopio microóptico impreso en 3D, los médicos examinaron el interior de los vasos sanguíneos de ratones y humanos.

 

Microfabricación 3D de microópticas de forma libre en una punta de fibra El endoscopio utiliza tomografía de coherencia óptica (OCT). Esta tecnología de imágenes utiliza un haz de luz con un amplio espectro de colores que penetra en el tejido. El análisis de la luz reflejada permite obtener imágenes de profundidad exactas de tejido con alta resolución espacial. La microóptica necesaria para este tipo de endoscopia desvía un haz de luz desde el interior de la fibra de vidrio lateralmente hacia la pared interior del vaso.

 

La óptica detecta la forma del vaso y la composición de la profundidad y envía su reflejo de regreso a la fibra, para obtener una imagen de alta resolución con un dispositivo mínimamente invasivo. Con este fin, la microóptica de conformación del haz tiene una intrincada forma tridimensional, que consiste en una superficie plana dirigida a la funda del catéter y un espejo de forma libre para una reflexión interna total para redirigir y enfocar el haz. Además, la microóptica también corrige las aberraciones ópticas en la funda del catéter de polímero transparente. Utilizando la tecnología de microfabricación 3D de Nanoscribe, los científicos pudieron imprimir en 3D este diseño único directamente en la punta de la fibra. La sonda de imágenes puede girar y moverse linealmente dentro de la funda del catéter para tomar una imagen 3D del vaso.

 

Detección de placas y cristales de colesterol mediante un sistema OCT ultradelgado Con el endoscopio OCT microóptico en miniatura, los científicos detectaron placas y cristales de colesterol en las arterias carótidas humanas y en las aortas de ratones que se utilizan para la investigación de enfermedades cardíacas. La comparación con imágenes de microscopio teñidas del tejido cortado confirmó la capacidad de la sonda para obtener imágenes precisas y de alta calidad. Esta pequeña sonda de imágenes proporciona una nueva y poderosa herramienta para ayudar a los investigadores médicos a comprender las causas y los tratamientos de las enfermedades cardíacas.

 

El artículo sobre este proyecto fue publicado en la revista científica Science & Applications y puede leerlo íntegramente en el siguiente enlace: Ultrathin monolithic 3D printed optical coherence tomography endoscopy for preclinical and clinical use

 

 

Más información en www.nanoscribe.com

 

 

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