Una fibra ottica in agar è stata prodotta presso l'Università di Campinas (UNICAMP) nello stato di São Paulo, Brasile. Questo dispositivo è commestibile, biocompatibile e biodegradabile. Può essere utilizzato in vivo per l'imaging della struttura corporea, distribuzione della luce localizzata in fototerapia o optogenetica (ad es. stimolare i neuroni con la luce per studiare i circuiti neurali in un cervello vivente), e somministrazione localizzata di farmaci.

Un'altra possibile applicazione è la rilevazione di microrganismi in organi specifici, in tal caso la sonda sarebbe completamente assorbita dal corpo dopo aver svolto la sua funzione.

Il progetto di ricerca, che è stato sostenuto dalla São Paulo Research Foundation—FAPESP, è stato guidato da Eric Fujiwara, un professore della Scuola di Ingegneria Meccanica di UNICAMP, e Cristiano Cordeiro, un professore dell'Istituto di Fisica Gleb Wataghin di UNICAMP, in collaborazione con Hiromasa Oku, professore alla Gunma University in Giappone.

Un articolo sullo studio è pubblicato su Rapporti scientifici .

Agar, chiamato anche agar-agar, è una gelatina naturale ottenuta da alghe marine. La sua composizione consiste in una miscela di due polisaccaridi, agarosio e agaropectina. "La nostra fibra ottica è un cilindro di agar con un diametro esterno di 2,5 millimetri [mm] e una disposizione interna regolare di sei fori cilindrici da 0,5 mm attorno a un nucleo solido. La luce è confinata a causa della differenza tra gli indici di rifrazione del nucleo di agar e le prese d'aria, "Ha detto Fujiwara.

"Per produrre la fibra, abbiamo versato agar alimentare in uno stampo con sei bacchette interne disposte longitudinalmente attorno all'asse principale, " ha continuato. "Il gel si distribuisce per riempire lo spazio disponibile. Dopo il raffreddamento, le aste vengono rimosse per formare fori d'aria, e la guida d'onda solidificata viene rilasciata dallo stampo. L'indice di rifrazione e la geometria della fibra possono essere adattati variando la composizione della soluzione di agar e il design dello stampo, rispettivamente."

I ricercatori hanno testato la fibra in diversi media, dall'aria e dall'acqua all'etanolo e all'acetone, concludendo che è sensibile al contesto. "Il fatto che il gel subisca cambiamenti strutturali in risposta alle variazioni di temperatura, umidità e pH rendono la fibra adatta al rilevamento ottico, " ha detto Fujiwara.

Un'altra promettente applicazione è il suo uso simultaneo come sensore ottico e mezzo di crescita per i microrganismi. "In questo caso, la guida d'onda può essere progettata come unità campione monouso contenente i nutrienti necessari. Le cellule immobilizzate nel dispositivo sarebbero rilevate otticamente, e il segnale verrebbe analizzato utilizzando una telecamera o uno spettrometro, " Egli ha detto.