Biocompatible elastic fiber optics

Se ha conseguido fabricar una fibra óptica biocompatible y elástica. Está hecha de hidrogel, un material elástico y gomoso compuesto principalmente de agua. La fibra se puede retorcer como una barrita de caramelo de regaliz (orozuz).

En un futuro, esta fibra podría servir como implante de larga duración que se doblaría con el cuerpo sin romperse. Serviría para suministrar pulsos de luz intracorporales con fines terapéuticos, o como sistema de aviso iluminándose al primer signo de enfermedad.

La fibra es obra de científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), y de la Escuela Médica de la Universidad Harvard, ambas instituciones en Estados Unidos.

Usar luz para activar células, incluyendo neuronas en el cerebro, es un nuevo y destacado campo, por ahora esencialmente experimental, conocido como optogenética, en el que los investigadores suministran cortos pulsos de luz a ciertos tejidos usando fibras parecidas a agujas, a través de las cuales surge luz desde una fuente LED.

Pero el cerebro es como una masa de gelatina, mientras que las fibras convencionales son como cristal, o sea muy rígidas, hasta el punto de que pueden dañar los tejidos cerebrales. Si estas fibras pudieran ser tan flexibles y blandas como los tejidos cerebrales, podrían realizar sus funciones con una eficacia muy superior y durante un plazo muchísimo mayor que lo factible con las fibras convencionales.

Y hacia esa meta ha trabajado el equipo de Xuanhe Zhao, Xinyue Liu y Hyunwoo Yuk, del MIT, obteniendo la citada fibra óptica, elástica y biocompatible.

Los investigadores, iluminando con un láser a través de fibras de varias longitudes, probaron la capacidad de las fibras ópticas para propagar luz. Cada fibra transmitió luz sin una atenuación significativa. También hallaron que las fibras pueden ser estiradas hasta alcanzar siete veces su longitud original sin romperse.

La nueva fibra óptica elástica creada por investigadores del MIT. En ella se han inyectado múltiples tintes orgánicos (regiones amarilla, azul y verde). Además de iluminarse, los tintes actúan como un sensor de tensión, permitiendo a los investigadores cuantificar dónde y en qué medida se ha estirado una fibra. (Foto: cortesía de los investigadores)

Disponer de una fibra óptica altamente flexible y robusta, hecha de un material hidrogel que también es biocompatible, era el requisito previo, ahora cumplido, para llevar a cabo una serie de interesantes experimentos, en los cuales los investigadores han comprobado que es factible fabricar una fibra óptica capaz de notar cuándo y dónde está siendo estirada.

En otras palabras, midiendo la cantidad de luz en el extremo de la fibra, los investigadores pueden determinar cuantitativamente dónde y cuánto se estiró la fibra.

Estos científicos creen que tales fibras ópticas estirables y sensibles a la tensión mecánica podrían ser implantadas, o pegadas externamente, a lo largo del brazo o la pierna de un paciente, para monitorizarlo en busca de cambios en su movilidad.

Zhao prevé que las fibras podrán asimismo actuar como sensores, iluminándose en respuesta a señales de enfermedad. Según Zhao, es factible emplear durante plazos de tiempo muy largos fibras ópticas de esta clase para diagnósticos difíciles, o para monitorizar ópticamente tumores o inflamaciones, entre otros usos.