February 25, 2022 Pesquisas em Fotônica no iPhD viabilizam tecnologias para a área biomédica
Desenvolvimento de soluções para a medicina é uma das principais conquistas em termos de novos estudos no campo óptico
Entre diversas aplicações, a pesquisa em Fotônica conquista desenvolvimentos importantes na área biomédica. Especialmente no contexto de pandemia da COVID-19, constatou-se como as parcerias em pesquisa se tornaram centrais para os progressos da medicina. Tecnologias mais ágeis viabilizam métodos de detecção de vírus em plataformas integradas e de baixo custo, com resultados rápidos e precisos – é como avalia o professor Lucas Gabrielli, da Universidade Estadual de Campinas, pesquisador do projeto temático em Dispositivos Fotônicos Integrados (iPhD).
Segundo o professor Gabrielli, um caminho importante de novos estudos é o conceito do laboratório no chip (lab-on-a-chip), que permitirá diagnósticos de forma barata e sem a necessidade de infraestrutura ou pessoal especializados, como acontece em grandes laboratórios de análise atualmente. São trabalhos baseados em biosensores ópticos ressonantes com alta tolerância a variações térmicas, que aumentariam muito a capacidade de testagem em campo.
“Nas últimas décadas, vimos o surgimento de biosensores para diagnóstico com sensibilidade para detectar até mesmo moléculas individuais”, exemplifica o professor. “Na prática, isso permite a identificação de células específicas ou anticorpos, por exemplo, em amostras muito pequenas de sangue ou saliva, e em estágios ainda iniciais da doença”, diz. Além das vantagens da detecção precoce, segundo Gabrielli, biossensores nanofotônicos são soluções de custo atrativo, que dispensam infraestrutura de laboratório para o atendimento, o que viabiliza o amplo acesso, mesmo em áreas mais remotas.
Recursos fotônicos
Por meio de atributos específicos da luz, é possível alcançar maior velocidade na transmissão de dados, com constância de sinal mesmo a grandes distâncias. Por estes motivos, estas propriedades podem ser estudadas para compreender funções biológicas dos seres vivos e modernizar a tecnologia para serviços médicos.
Na Unicamp, parte das pesquisas do iPhD avalia a integração dos sistemas fotônicos com novas aplicações biomédicas, tais como o imageamento. O professor Gabrielli considera que os laboratórios da Universidade permitem explorar as aplicações médicas da Fotônica com tecnologias de última geração. “Nossa infraestrutura está equipada com uma série de dispositivos, tais como fontes de laser sintonizáveis rápidas, câmeras infravermelhas de alta sensibilidade, moduladores de luz espacial e todos os componentes necessários para o alinhamento e controle de alta precisão dos sistemas ópticos”, descreve Gabrielli.
Fotônica com foco em Biomedicina
Emissões por fibra óptica revelam propriedades tais como o fluxo livre, sem interferências, e a transmissão de diferentes dados dentro de um mesmo condutor. Tais atributos são característicos da Física Quântica e viabilizam desenvolvimentos importantes para a detecção de vírus e marcadores sanguíneos para diversas doenças. No caso da Unicamp, uma etapa da pesquisa é conduzida por meio dos chamados sistemas multimodais, que permitem a diferentes perfis da luz se propagarem de maneiras independentes entre si. “No futuro, será possível chegar à Multiplexação por Divisão Espacial, que pode combinar uma variedade de sinais com características espectrais diferentes, muito importante para novas soluções em biomedicina. Este é um de nossos principais objetivos no iPhD”, informa o professor.
Outras aplicações da estrutura de pesquisa no projeto temático da Unicamp trazem benefícios para diferentes esferas da área biomédica. “Há muito interesse no uso de chips e microestruturas fotônicos em captação de imagens para diagnóstico, por exemplo, em microscopia em tempo real, com resolução subcelular e desenvolvimento de sensores e atuadores micrométricos para endoscopia in vivo”, exemplifica o professor Gabrielli.
O protagonismo da pesquisa biomédica na Unicamp, referência em todo o país, teve início na década de 70. Com supervisão de cientistas da Universidade, a primeira cirurgia oftalmológica a laser do país aconteceu no Instituto Penido Burnier, em Campinas, com resultados bem-sucedidos e que marcaram a trajetória da pesquisa na instituição.
Segundo o professor Gabrielli, no futuro, também poderá ser muito impactante o desenvolvimento de próteses oftalmológicas. Ele menciona como exemplo o tratamento de certos tipos de degeneração da retina: com novas pesquisas, pode-se trazer de volta a visão a pessoas com estes tipos de aflições.