I ricercatori dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign hanno sviluppato una fotocamera esacromatica che può aiutare con l’imaging del tumore durante la rimozione chirurgica. Il dispositivo si ispira al gambero mantide che può percepire dodici colori, a fronte di soli tre colori che possono essere percepiti dall’occhio umano.
La nuova telecamera può visualizzare i tumori nel corpo durante l’intervento chirurgico quando ai pazienti vengono somministrate sonde nel vicino infrarosso per etichettare le cellule tumorali. Vedendo la totalità del tumore e rimuovendo accuratamente i margini, dovrebbe essere possibile ridurre al minimo le revisioni chirurgiche e le possibilità di recidiva del cancro.
Il tessuto canceroso può assomigliare molto al tessuto sano che lo circonda, rendendo difficile sapere quale materiale rimuovere. La rimozione di una quantità eccessiva di tessuto sano può causare conseguenze per i pazienti, in particolare quando si rimuovono i tumori cerebrali, ma lasciare il tessuto canceroso può portare alla recidiva del tumore.
Viktor Gruev, un ricercatore coinvolto nello studio pubblicato nella rivista Science Translational Medicine, ha detto:
«Gli ingegneri spendono una quantità incredibile di tempo e denaro nello sviluppo dei sensori di immagine nei cellulari, questi dispositivi quando siamo in città possono catturare immagini perfette per i social media, ma quando i medici esaminano i pazienti, non si preoccupano di quanto sia bella la ripresa video, si preoccupano di quanto bene l’immagine catturi la realtà. La forza trainante nel mercato delle fotocamere è semplicemente incompatibile con la tecnologia richiesta per la diagnostica medica».
Tecnologia ispirata dalla supervista del gambero mantide
L’occhio composto del gambero mantide ha fornito l’ispirazione per questa tecnologia. Steven Blair ricercatore coinvolto nello studio, ha detto:
«Il gambero mantide ha questi occhi incredibili. Gli esseri umani percepiscono tre colori – rosso, verde e blu – a causa di un singolo strato di cellule coniche sensibili alla luce che rivestono la nostra retina, mentre il gambero mantide percepisce 12 colori grazie alle cellule fotosensibili nei suoi occhi. Il gambero mantide può quindi vedere cose che gli esseri umani non possono immaginare, e lo fa rapidamente”.
La fotocamera esacromatica utilizza filtri ottici e semiconduttori per catturare tre colori di luce nel vicino infrarosso che altrimenti sarebbero invisibili a un medico, combinata con sonde nel vicino infrarosso che possono essere somministrate ai pazienti e che si accumulano preferenzialmente nelle cellule tumorali, può aiutare un chirurgo a identificare quali aree di tessuto sono cancerose (vedi video).
Goran Kondov, un chirurgo che ha testato la tecnologia, ha detto:
«La combinazione di questa fotocamera bioispirata e di farmaci emergenti mirati al tumore garantirà che i chirurghi non lascino cellule cancerose nel corpo del paziente. Il set aggiuntivo di occhi aiuterà a prevenire il ripetersi della malattia, fornendo ai pazienti un percorso più rapido e facile per il recupero. E il dispositivo può potenzialmente essere prodotto a basso costo poiché è così semplice, rendendolo accessibile agli ospedali di tutto il mondo».
Il passo successivo per il team è l’integrazione della telecamera con i sistemi endoscopici per soddisfare le esigenze di interventi chirurgici minimamente invasivi in ospedali con risorse limitate.