Spettroscopia endoscopica label-free di tumori cerebrali con sonde ottiche minimamente invasive

La spettroscopia Raman intraoperativa è recentemente emersa come tecnica d’elezione per supportare le procedure chirurgiche di asportazione di masse tumorali cerebrali. Grazie all’utilizzo di sonde ottiche portatili, basate su fibre multimodali, è infatti possibile distinguere il tessuto sano da quello malato senza l’utilizzo di marcatori esogeni. Per permettere l’implementazione di questa tecnica durante le operazioni neurochirurgiche è necessario costruire una sonda che sia meno invasiva possibile e che permetta contemporaneamente di ottenere sufficienti informazioni per la caratterizzazione del tessuto sondato. Uno dei principali problemi da considerare è la forte presenza di background dovuto al segnale Raman della fibra stessa. Per superare queste difficoltà, questa tesi studia la possibilità di sviluppare sonde per la spettroscopia cerebrale basate su una singola fibra ottica rastremata, con diametro massimo di 150 μm. Si presenta quindi la caratterizzazione del background di tipologie di fibre ottiche rastremate in funzione dell’apertura numerica (NA=o.22, 0.39, 0.66), materiale costituente e profilo di rastremazione, identificando una tipologia con basso background (NA=0.22). Si procede quindi con l’analisi di spettri raccolti in un modello di metastasi cerebrali di melanoma nel topo, identificando caratteristiche spettrali con potenziale significatività diagnostica legate alla presenza di melanina (1400 cm−1 1595 cm−1) e lipidi e proteine (1440 cm−1, 1660 cm−1). I risultati ottenuti sono rilevanti per informare lo sviluppo di nuovi metodi e dispositivi per spettroscopia intracerebale con sonde ultra-sottili.