Biotecnólogos, físicos, e investigadores médicos de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) han desarrollado tecnología para la obtención de imágenes microscópicas en organismos vivos. Un microscopio multifotón miniaturizado, que podría usarse en un endoscopio en el futuro, excita las propias moléculas del cuerpo para que se iluminen y permite obtener imágenes de células y estructuras de tejidos sin el uso de agentes de contraste sintéticos. Los hallazgos ahora se han publicado en la reconocida revista Ciencia avanzada .

Láser utilizado para iluminar moléculas.

A menudo es necesario examinar muestras de tejido bajo el microscopio para diagnosticar enfermedades. Esto implica tomar dichas muestras mediante colonoscopia, por ejemplo, y aplicar agentes de contraste para distinguir diferentes tipos de tejido de forma eficaz. Biotecnólogos, Los físicos e investigadores médicos de FAU han desarrollado ahora un proceso que podría simplificar enormemente los exámenes del colon y otros órganos. Tienen microscopía multifotónica miniaturizada hasta el punto de permitir su uso en endoscopios. "Un microscopio de fotones múltiples emite pulsos de láser enfocados a una intensidad muy alta durante un período de tiempo extremadamente corto, "explica el Prof. Dr. Dr. Oliver Friedrich de la Cátedra de Biotecnología Médica." Durante este proceso, dos o más fotones interactúan simultáneamente con ciertas moléculas en el cuerpo, lo que hace que las moléculas se iluminen ".

La microscopía multifotónica ofrece ventajas decisivas sobre los métodos convencionales. Los pacientes no necesitan tomar agentes de contraste sintéticos para obtener imágenes de partes del tejido conectivo, ya que los marcadores del propio cuerpo se iluminan debido a la excitación de los fotones. Además, el láser multifotón penetra profundamente en las células, por ejemplo en las paredes del colon, y proporciona imágenes tridimensionales de alta resolución de tejido vivo, mientras que la colonoscopia convencional se limita a imágenes de la superficie del colon. El procedimiento podría complementar las biopsias o incluso hacerlas superfluas en algunos casos.

Tecnología multifotón en un dispositivo portátil

Los microscopios multifotónicos ya se utilizan en aplicaciones médicas, especialmente en la superficie de la piel. Por ejemplo, los dermatólogos los utilizan para buscar melanoma maligno. El desafío de usar estos microscopios en exámenes endoscópicos es el tamaño de los componentes técnicos. Los investigadores de FAU ahora han logrado albergar con éxito todo el microscopio y el láser de femtosegundos en un compacto, dispositivo portátil. La lente del objetivo está alojada en una cánula de 32 milímetros de largo y 1,4 milímetros de diámetro. El punto focal se puede ajustar electrónicamente para variar la penetración óptica. Hay un prisma en la punta de la aguja que permite una vista lateral del colon, lo que significa que se pueden obtener varias imágenes rotacionales del tejido desde la misma posición.

En experimentos actuales con animales pequeños, la luz emitida por el láser se transmite a través de un sistema rígido. Se necesita más investigación para integrar el sistema en un endoscopio. "Se requieren fibras especiales de cristal fotónico para guiar los pulsos láser, "dice Friedrich." Además, además de la lente del objetivo, todo el mecanismo de escaneo debe estar miniaturizado para permitir su integración en un endoscopio flexible ".

Atlas y patologías de órganos multifotónicos

La microendoscopia multifotónica no solo es útil para examinar el colon. También podría usarse en otras áreas del cuerpo como en la boca y la garganta o en la vejiga. El objetivo del nuevo método es permitir al médico detectar si las células de los órganos y partes de la pared celular han cambiado en la escala micrométrica. Por tanto, se pueden limitar los complejos procesos de teñido y las biopsias que consumen mucho tiempo. El equipo del Prof. Friedrich tiene como objetivo proporcionar a los médicos una base de datos de imágenes que proporcione un "atlas" de múltiples fotones de órganos y diversas enfermedades.