Le antenne diventano sensori e aiutano il chirurgo a operare È lo studio diretto da Unibo

Sono strumenti in silicio in grado di analizzare le funzioni biologiche di tessuti e cellule. Al via la seconda fase del progetto

Ceroni Sono un equivalente della risonanza magnetica in cui si usa la luce per indagare il sistema biologico di interesse

Le antenne molecolari di silicio, nate nei laboratori dell’Alma Mater, si trasformano in sensori utili per aiutare i chirurghi del domani e studiare le funzioni biologiche su tessuti e cellule. È questo l’obiettivo di SiNBioSys, un nuovo progetto di ricerca europeo guidato da Paola Ceroni, professoressa dell dipartimento di Chimica Giacomo Ciamician dell’Università. Grazie all’utilizzo di questi sensori, sviluppati utilizzando nanoparticelle di silicio decorate in superficie con dei coloranti, si potranno creare degli strumenti in grado di restituire in tempo reale un’immagine del campo operatorio e supportare così il chirurgo nel decidere quali tessuti asportare e quali invece preservare.

A queste antenne si lavora dal 2012, da quando è partito il primo finanziamento: erano nate inizialmente per la conversione dell’energia solare, ma poi i ricercatori hanno visto che potevano avere altre applicazioni in campo biomedico. «L’idea iniziale — spiega Ceroni — era sfruttare le nanoparticelle di silicio per la conversione di energia solare. Strada facendo ci siamo accorti però che queste antenne molecolari basate sul silicio hanno anche proprietà utili in campo biomedico: in particolare per l’imaging ottico. Un equivalente della risonanza magnetica in cui si usa la luce per indagare il sistema biologico di interesse. Le proprietà ottiche di queste nanoparticelle permettono infatti di aumentare la risoluzione e il contrasto delle immagini ottenute». Ora che questi sensori sono diventati un brevetto, studiato assieme ad un team americano, il passo successivo sarà la sperimentazione sul campo per arrivare poi al libero mercato. SiNBioSys è infatti il primo «Proof of Concept» dell’Alma Mater vinto da un team del polo bolognese. A differenza degli altri, questo programma non finanzia semplicemente la ricerca, ma mira ad avvicinare gli studiosi al business, valorizzandone al massimo i risultati, sia in ambito commerciale che sociale. Per questo il progetto sarà realizzato da un team multidisciplinare che, oltre al gruppo di chimica, comprende altre due unità dell’Alma Mater: il dipartimento di Scienze aziendali, che si occuperà delle analisi di mercato per il trasferimento della nuova tecnologia, e il Knowledge Transfer Office, che ne supporterà la valorizzazione.

Ma come funzionano le antenne molecolari di silicio? «Il silicio è un semiconduttore ampiamente usato nella vita di tutti i giorni come componente primario dei circuiti elettronici e dei pannelli fotovoltaici. Ha ottime proprietà elettriche, ma le sue proprietà ottiche sono scarse. Non a caso, per assicurare un elevato assorbimento della luce solare nelle celle fotovoltaiche è necessario usarne uno strato abbastanza spesso. Inoltre, il silicio non è luminescente, cioè non è in grado di emettere luce». Per risolvere questo problema il gruppo ha quindi pensato di costruire delle antenne molecolari, che ora potrebbero diventare l’ingrediente fondamentale per creare sensori utili alla chirurgia a guida ottica.