Endoscopieën, bijvoorbeeld een gastroscopie of colonoscopie, leveren beelden op van binnenuit het lichaam. De instrumenten die deze beelden mogelijk maken zijn echter meestal zeker zo dik als een vinger. Kijken in bloedvaten is daarmee onmogelijk. Dat is jammer. Want endoscopieën in de aders kunnen helpen beroertes of zelfs hartaanvallen te voorkomen als afzettingen in de vaten vroegtijdig worden ontdekt.
Dankzij de glasvezeltechnologie is deze mogelijkheid nu binnen handbereik. Deze vezels -zo dun als een haar- zijn slechts 125 micrometer dik. Het is echter nog niet zo eenvoudig om optieken te ontwikkelen die een laserstraal naar de zijkant afbuigen, de vaatwand scannen en het gereflecteerde licht terugvoeren naar de glasvezel.
Uiterst precieze beelden in 3D
Onderzoekers van de universiteiten Stuttgart en Adelaide en enkele andere onderzoeksinstellingen in Australië, hebben nu een optiek met een diameter van slechts 125 µm ontwikkeld. Deze kan met een ultra-nauwkeurige 3D printer rechtstreeks op de glasvezel worden geprint. Volgens de onderzoekers zijn deze micro-optica in staat om het laserlicht naar de zijkant af te buigen, het te focussen op een punt “en tegelijkertijd de vervorming van de laserstraal te corrigeren wanneer het door een capillairachtige plastic omhulsel met een diameter van minder dan 0,5 mm gaat dat aangebracht is om de endoscoop te beschermen”. Hier gebruikt de arts de laserstraal om de binnenwand van een vat spiraalvormig te scannen. Zo verkrijgt hij zeer nauwkeurige 3-dimensionale beelden – direct vanuit de ader.
Deze kleinste endoscoopoptiek ter wereld heeft een diameter van minder dan een halve millimeter, inclusief de mantel. Het werd getest door onderzoekers in Australië die het combineerden met hun LGO-systemen en het vervolgens in een menselijke halsslagader en in slagaders van muizen plaatsten. De wetenschappers ontdekten dat “door het draaien van het optiek in die flexibele mantel, ze in staat waren om in extreem hoge resolutie 3-dimensionale beelden van de vaten te nemen”. En ze ontdekten tijdens verder onderzoek van de vaten dat ze zowel de plaques als de cholesterolkristallen – de belangrijkste oorzaken van vaatziekten – in de contactloze laser OCT-endoscopiebeelden in een zeer vroeg stadium konden detecteren.
Endoscoop in de aderen met een binnendiameter van slechts 0,5 mm
Dr. Simon Thiele, die verantwoordelijk is voor het ontwerp van deze miniatuuroptieken, hoopt dat het in de toekomst mogelijk zal zijn om plaquestortingen op tijd te detecteren. “En misschien zal het op een dag mogelijk zijn om deze trombi op tijd op te lossen met een geschikte laserstraal,” zei de Stuttgarter wetenschapper.
Het doel is nu om de 3D-geprinte mini-optiek in een spin-off te commercialiseren. Het bedrijf Nanoscribe GmbH uit Karlsruhe, dat zelf 11 jaar geleden als een spin-off van het KIT werd afgesponnen, heeft de ultraprecieze 3D-printer gebouwd. Carl Zeiss AG uit Oberkochen, wereldmarktleider op het gebied van medische technologie, heeft al een aandeel in Nanoscribe. De onderzoekers kregen steun van het Bondsministerie van Onderwijs en Onderzoek, de Stichting Baden-Württemberg en de Duitse Academische Uitwisselingsdienst (DAAD).
Hoofdfoto: Miniatuuroptiek in een ader. ©Florian Sterl, Sterltech Optics
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
