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[Ciência]
Unicamp desenvolve fibra óptica feita de derivado de algas marinhas

Dispositivo é comestível, biocompatível, biodegradável e poderá ser utilizado para o imageamento de estruturas corporais, segundo pesquisadores

13 mai 2020 – 23h20
Imagem de fibra óptica microestruturada feita de ágar pelos pesquisadores da Unicamp (Foto: Divulgação)

Uma fibra óptica feita de ágar foi produzida na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). O dispositivo é comestível, biocompatível, biodegradável e poderá ser usado in vivo para imageamento de estruturas corporais, entrega localizada de luz para fototerapia ou optogenética (por exemplo, a estimulação de neurônios pela luz para estudo de circuitos neuronais) e entrega localizada de medicamentos.

Outro uso possível seria a detecção de microrganismos em órgãos específicos – caso em que a sonda, depois de implantada e de atender o objetivo, seria completamente absorvida pelo organismo.

A pesquisa, apoiada pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), foi desenvolvida e liderada pelos professores Eric Fujiwara (Faculdade de Engenharia Mecânica – Unicamp) e Cristiano Cordeiro (Instituto de Física GlebWataghin – Unicamp), em colaboração com o professor Hiromasa Oku (Universidade de Gunma – Japão).

Um artigo (em inglês) a respeito da pesquisa foi publicado pelos cientistas no periódico Scientific Reports, do Grupo Nature.

Ágar, também chamada de ágar-ágar, é uma gelatina natural extraída de algas marinhas. A composição consiste na mistura de dois polissacarídeos: agarose e agaropectina. “Nossa fibra óptica consiste em um cilindro de ágar, com diâmetro externo de 2,5 milímetros (mm), e um arranjo interno regular de seis orifícios cilíndricos de ar, com 0,5mm de diâmetro cada um, circundando um núcleo sólido. A luz é confinada devido à diferença entre os índices de refração do núcleo de ágar e dos buracos de ar”, diz Fujiwara.

“Para produzir a fibra, vertemos ágar de tipo alimentício em um molde, com seis hastes longitudinais dispostas simetricamente em torno do eixo principal. A gelatina se distribuiu pelo espaço disponível. Após o resfriamento, as hastes são removidas para formar orifícios de ar e o guia de ondas solidificado é liberado do molde. O índice de refração e a geometria da fibra podem ser adaptados, variando a composição da solução de ágar e o design do molde, respectivamente”, explica o docente.

Os pesquisadores testaram a fibra em diferentes meios: ar, água, etanol e acetona. Os cientistas verificaram que ela é sensível ao contexto. “O fato de a gelatina sofrer alterações estruturais sob variações de temperatura, umidade e pH torna a fibra adequada para fins de sensoriamento óptico”, acrescenta Fujiwara.

Outra aplicação promissora é o uso simultâneo da fibra como sensor óptico e meio de crescimento para microrganismos. “Nesse caso, o guia de ondas pode ser projetado como uma unidade de amostra descartável, contendo os nutrientes necessários. As células imobilizadas no dispositivo seriam sensoriadas opticamente e o sinal analisado por meio de câmera ou espectrômetro”, descreve o pesquisador.

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