Biofotonica e tecnologia medicale saranno temi centrali al salone internazionale LASER World of PHOTONICS 2013, dal 13 al 16 maggio, e al World of Photonics Congress, dal 12 al 16 maggio, che si svolgeranno rispettivamente nel Centro Fieristico di Monaco di Baviera e nel Centro Congressi Internazionale annesso al quartiere espositivo.
L’importanza della biofotonica trova una chiara conferma nei tassi di crescita del mercato. Diversi studi quantificano gli incrementi degli ultimi anni fra il 6 e il 15 percento. E “la crescita si rafforzerà ulteriormente nei prossimi anni,” sottolinea il Dott. Thomas Mayerhöfer, coordinatore scientifico dell’Istituto di Tecnologie Fotoniche di Jena.
LASER World of PHOTONICS 2013 dedicherà ampio spazio a queste tecnologie, con biofotonica e medicale protagonisti del padiglione B1. Nello stesso padiglione, nell’ambito del World of Photonics Congress, si svolgeranno anche quattro sessioni convegnistiche con presentazioni all’interno del Photonic Forum: “Applicazioni laser e diagnostica ottica in oftalmologia” (13 maggio, dalle 14 alle 17), “Esigenze irrisolte nella tecnologia biofotonica” (14 maggio, dalle 10 alle 13), “Laser per analisi e imaging in biofotonica” (14 maggio, dalle 14 alle 17) e “Visioni per il futuro della diagnostica: endoscopia” (15 maggio, dalle 10 alle 13).
I temi della biofotonica saranno trattati con un approccio più scientifico nel World of Photonics Congress, in particolare nella Conferenza ECBO (European Conferences on Biomedical Optics) e nel congresso annuale della Head and Neck Optical Diagnostics Society (HNODS). Tutte le conferenze si svolgeranno dal 12 al 16 maggio nell’International Congress Center di Monaco di Baviera (ICM).
Esami ottimali con la biopsia ottica
Un ambito sempre più rilevante della biofotonica è la cosiddetta biopsia ottica, che consente di analizzare i tessuti direttamente sul paziente, mentre finora era necessario prelevare campioni. Jenlab, ad esempio, presenterà una macchina compatta per tomografia CARS multifotone per biopsie ottiche ad altissima risoluzione che forniscono informazioni chimiche. Il sistema invia due fasci laser ultracorti nel vicino infrarosso attraverso un braccio ottico, sovrapponendoli a livello spazio-temporale nel tessuto da analizzare. Le autofluorescenze del tessuto vengono evidenziate mediante eccitazione multifotonica e un segnale CARS (Coherent Anti Stokes Raman Spectroscopy). Attualmente è in corso uno studio clinico su pazienti con tumori alla pelle e psoriasi.
Nella microscopia “l’evoluzione principale è l’acquisizione di immagini ad alta risoluzione, o microscopia a super risoluzione,” dice il Dott. Thomas Renner, Vice President Sales and Marketing di Toptica Photonics. I processi a fluorescenza, prosegue Renner, potrebbero catturare strutture per via esclusivamente ottica ben al di sotto del limite di diffrazione classico, contribuendo in tal modo ad acquisire nuove conoscenze sulle strutture cellulari e sui movimenti biologici. A questo scopo servono laser ad alta risoluzione, con un fascio della migliore qualità possibile e la più ampia copertura di lunghezze d’onda nel campo visibile e oltre.
Vista da falco dopo l’operazione di cataratta
I trattamenti ottici vengono utilizzati da tempo in oftalmologia (cura degli occhi). Anche in questo campo ci sono sempre nuove opportunità. Il Dott. Matthias Schulze, responsabile marketing di Coherent, che condurrà la sessione “Laser per analisi e imaging in biofotonica” insieme a Renner, sottolinea l’importanza dei laser a impulsi ultracorti nel trattamento della cataratta (“Gray Star”). L’impiego di questi laser assicura un eccellente recupero della vista in seguito alla sostituzione della lente naturale con una lente artificiale (IOL, lente intraoculare). Ad esempio, l’occhio può essere predisposto meglio per l’applicazione di IOL di alta qualità, che consentono di correggere l’astigmatismo mediante tagli mirati, spiega Schulze. Coherent espone in fiera laser a impulsi ultracorti per queste applicazioni.
Un altro vantaggio dei processi ottici viene citato dal Dott. Manfred Dick, responsabile dello sviluppo avanzato dei sistemi oftalmologici di Carl Zeiss Meditec. Sempre più spesso i difetti della vista vengono corretti mediante LASIK (Laser-Assisted in-Situ Keratomileusis). La tecnica LASIK si basa sull’asportazione di porzioni microscopiche di cornea, al fine di modificarne la refrattività in modo tale che il paziente possa vedere nuovamente bene senza occhiali. Prima dell’intervento, mediante analisi del fronte d’onda (aberrometria) vengono misurati con precisione gli errori di formazione dell’immagine della cornea, in modo da poter effettuare la giusta correzione nella fase successiva. In precedenza, il taglietto (Flap) nella cornea in sede di operazione veniva inciso meccanicamente mediante microcheratomo, oggi si utilizza il laser. Manfred Dick: “Con i laser a femtosecondi il flap viene realizzato con grande precisione, riducendo drasticamente il rischio di complicazioni dopo l’operazione. L’ultima generazione di laser a femtosecondi per chirurgia refrattiva consente interventi “all-in-one”, con tagli precisissimi e minimamente invasivi.”
Cure mirate sulla retina per il laser
Per le patologie della retina, ad esempio la degenerazione maculare, sono utili i moderni sistemi di analisi basati su scansioni ad alta risoluzione della retina mediante tomografia a coerenza ottica, spiega Dick. Questi sistemi effettuano decine di migliaia di scansioni al secondo con una risoluzione di cinque micrometri. Il laser viene impiegato anche per la cura fotodinamica della degenerazione maculare indotta dall’invecchiamento: sulla retina viene applicata una sostanza reagente che viene poi attivata mediante laser.
Oltre al laser, per il buon esito di questi interventi sono fondamentali anche altri sistemi. Birgit Bauer, Business Manager Health-Care-Vertrieb della società Physik Instrumente di Karlsruhe, dice: “La guida del fascio laser è sempre più importante in oftalmologia.” A tale scopo si utilizzano specchi piezoelettrici orientabili a uno o più assi. Gli attuatori piezoelettrici si muovono con risoluzioni nell’ordine dei subnanometri, con una dinamica elevata e frequenze di scansione fino a diverse migliaia di Hertz. Un’alternativa interessante per il controllo del fascio laser, secondo Bauer, sono i motori ceramici a ultrasuonni PILine proposti dall’azienda tedesca, che si contraddistinguono per le velocità estremamente elevate unite a dimensioni molto compatte.
Il Dott. Matthias Schulze, esperto di Coherent: Sia nella tecnica LASIK, sia nelle operazioni di cataratta “i laser a impulsi ultracorti assicurano più affidabilità e sicurezza. E, nel caso della cataratta, anche una vista migliore dopo l’operazione.”L’impiego di moderni laser a impulsi ultracorti in microscopia ha permesso di acquisire nuove conoscenze sulle strutture cellulari. Foto: TopticaLa tecnica LASIK-OP (Laser-in-situ-Keratomileusis ) per la correzione della miopia consiste nell’asportazione di un pezzetto microscopico di cornea che viene estratto attraverso un taglio laterale. Foto: Carl Zeiss MeditecRaffigurazione della chirurgia oftalmica refrattiva in caso di miopia: quando il punto focale si trova davanti alla retina, viene asportato un pezzetto di cornea con l’ausilio del laser, in modo tale che il sistema composto da retina e lente proietti nuovamente la luce esattamente sulla retina. Foto: Physik Instrumente
