Investigadores brasileños desarrollan una fibra óptica con un derivado de algas marinas

Es un dispositivo elaborado con un material comestible, biocompatible y biodegradable que puede tener diversas aplicaciones en el área médica. Estos resultados aparecen descritos en la revista Scientific Reports

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – En la Unicamp, la Universidad de Campinas (en el estado de São Paulo, Brasil), se ha elaborado un tipo de fibra óptica con agar. Se trata de un dispositivo fabricado con un material comestible, biocompatible y biodegradable. Y podrá utilizárselo in vivo para la toma de imágenes de estructuras corporales, para el desplazamiento de la emisión de luz en fototerapia u optogenética (en la estimulación de neuronas con luz para el estudio de circuitos neuronales, por ejemplo) y en el transporte corporal localizado de medicamentos. Otro uso posible sería la detección de microorganismos en órganos específicos: en este caso, una sonda, una vez implantada para cumplir su objetivo, sería completamente absorbida por el organismo.

El desarrollo de esta investigación, que contó con el apoyo de la FAPESP,  estuvo a cargo de dos docentes de la Unicamp: Eric Fujiwara, de la Facultad de Ingeniería Mecánica de dicha universidad, y Cristiano Cordeiro, del Instituto de Física Gleb Wataghin, en colaboración con el profesor Hiromasa Oku, de la Universidad de Gunma, en Japón.

Los investigadores publicaron un artículo al respecto en el periódico Scientific Reports, perteneciente al grupo Nature.

El agar, también llamado agar-agar, es una gelatina natural extraída de las algas marinas. Su composición consiste en la mezcla de dos polisacáridos: agarosa y agaropectina. “Nuestra fibra óptica es un cilindro de agar con un diámetro exterior de 2,5 milímetros [mm], y un ordenamiento interno regular de seis orificios cilíndricos de aire, con 0,5 mm de diámetro cada uno, circundando un núcleo sólido. La luz queda confinada debido a la diferencia entre los índices de refracción del núcleo de agar y los orificios de aire”, declaró Fujiwara a Agência FAPESP.

“Para producir la fibra, vertimos agar de tipo alimenticio en un molde, con seis varillas longitudinales dispuestas simétricamente alrededor del eje principal. La gelatina se distribuyó por el espacio disponible. Tras el enfriamiento, se retiran las varillas para formar los orificios de aire y la guía de ondas solidificada se suelta del molde. El índice de refracción y la geometría de la fibra pueden adaptarse al variar la composición de la solución de agar y el diseño del molde respectivamente”, explica Fujiwara.

Los investigadores pusieron a prueba la fibra en distintos medios: aire, agua, etanol y acetona. y verificaron que la misma es sensible al contexto. “El hecho de que gelatina sufra alteraciones estructurales ante variaciones de temperatura, humedad y pH la vuelve adecuada con fines de monitoreo óptico”, afirma Fujiwara.

Otra aplicación prometedora reside en el uso simultáneo de la fibra como sensor óptico y como medio de crecimiento para microorganismos. “En ese caso, la guía de ondas puede proyectarse como una unidad de muestra desechable, con los nutrientes necesarios. Las células inmovilizadas en el dispositivo se monitorearían ópticamente y la señal se analizaría mediante una cámara o con un espectrómetro”, describe el investigador.

Puede leerse el artículo intitulado Agarose-based structured optical fibre en el siguiente enlace: www.nature.com/articles/s41598-020-64103-3.