Сколтех разработал оптоволоконный микрофонарь для медицинских исследований

В Сколтехе создали микрофонарь для медицинских зондов — оптоволокно, которое светит изнутри. Он поможет врачам во время исследований и операций подсвечивать изнутри сосуды и другие полости в организме

Оптоволокно превратили в микрофонарь для изучения сосудов и других полостей внутри организма, сообщила пресс-служба "Сколтеха". / Наука

Мини-«фонарик» для исследования сосудов Ученые из Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха усовершенствовали полое оптическое волокно, превратив его в эффективный источник света для медицинских зондов. Разработка позволит детально исследовать кровеносные сосуды и другие внутренние полости. Микрофонарь представляет собой крошечную стеклянную трубку диаметром 0,5 мм с внутренним каналом 0,25 мм. Её внутреннюю поверхность покрывают полимером и наночастицами, а концы запечатывают мембранами. Обычно подобные конструкции теряют много света, но исследователи решили проблему, нанеся на концы волокна зеркала из диоксида титана и оксида кремния. Это уменьшило шероховатость покрытия и снизило оптические потери. Технология позволяет настраивать длину волны излучения от ультрафиолета до инфракрасного диапазона 0,3–6 мкм . Разработка пригодится в диагностике сосудов и фотодинамической терапии для точечной активации лекарств.

В Петербурге разработали прототип оптоэлектронного устройства для медицины Новый прототип представляет собой сэндвич-структуру: между прозрачными электродами размещен слой жидких кристаллов. При подаче напряжения кристаллы меняют ориентацию, что позволяет управлять параметрами света. Ученые оптимизировали каждый этап производства — от обработки поверхностей до выбора материалов — чтобы сделать технологию доступной для массового выпуска. Такие элементы используются в лазерной хирургии, томографах, микроскопах и биосенсорах. Они регулируют поляризацию света, что повышает четкость изображений и точность диагностики. Ранее производство подобных устройств в России зависело от импортных материалов и сложных технологий.

Твой личный ИИ — отвечает, объясняет, помогает

Учёные Сколтеха создали медицинский зонд с микрофонарём и узконаправленным лазером. Устройство планируется использовать для диагностики и лечения патологий в труднодоступных участках организма. Микрофонарь представляет собой фрагмент стеклянной трубки, на внутреннюю поверхность которой нанесены слои полимера и наночастиц, а концы запечатаны полимерными мембранами. Излучаемый им узконаправленный одноцветный световой пучок может поражать опухоль, обработанную фоточувствительным препаратом. Благодаря малым размерам оптоволокно можно ввести, например, внутрь крупного кровеносного сосуда. Подробнее об этой разработке читайте на сайте Наука.рф #Десятилетиенауки

Учёные из Сколтеха модифицировали поверхность полого оптического волокна. Теперь оно может функционировать как крошечный фонарь на медицинском зонде для исследования кровеносных сосудов и других полостей в организме изнутри. Исследование опубликовано в журнале Annalen der Physik. Обычно структуры, подобные представленному в работе микрофонарю, подвержены значительным потерям интенсивности света. Именно это слабое место удалось устранить учёным из Сколтеха и их коллегам. В основе источника света — кусок полого оптического волокна длиной несколько сантиметров и диаметром 0,5 мм снаружи и 0,25 мм внутри. «Нам удалось установить, что наночастицы многослойного покрытия можно уплотнить посредством термической обработки, которая удаляет влагу из слоёв полимера, уменьшает шероховатость нанокомпозитного покрытия и, как следствие, снижает оптические потери. Примечательно, что необходимый нагрев достигается попутно при формировании зеркал из диоксида титана и оксида кремния на поверхности полимерных мембран, которые наносятся на оба торца отрезка оптического волокна для создания оптического резонатора», — рассказал руководитель Лаборатории биофотоники Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха Дмитрий Горин. Получившаяся оптическая система перспективна для создания лазеров с оптической накачкой, работающих в довольно широком диапазоне длин волн, от 0,3 до 6 микрометров. В зависимости от конкретного случая медицинский зонд, оснащённый предложенным источником света, мог бы использоваться для исследования поверхностей, визуализации биологических тканей, удаления патологических образований с помощью так называемой фотодинамической терапии и др.