Objetivo endomicroscópico totalmente impreso en 3D para microscopía de excitación multifrecuencia de dos fotones

Área de la Ciencia:

• Óptica y Fotónica
• Ingeniería Biomédica
• Ciencia de Materiales

Sus antecedentes:

• La endomicroscopía requiere objetivos de imagen compactos y de alto rendimiento.
• Los objetivos tradicionales enfrentan desafíos en la miniaturización y el ensamblaje para aplicaciones in vivo.
• Las técnicas de fabricación avanzadas como la impresión 3D ofrecen potencial para nuevos diseños ópticos.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y fabricar una lente objetivo endomicroscópica de banda ancha totalmente impresa en 3D.
• Optimizar el objetivo para imágenes de fluorescencia de dos fotones en el infrarrojo cercano.
• Demostrar su rendimiento y viabilidad para la obtención de imágenes de tejidos in situ.

Principales métodos:

• Se utilizó polimerización de dos fotones (2PP) multimaterial para impresión 3D monolítica.
• Se diseñó un objetivo refractivo de tres elementos con una arquitectura compacta y sin alineación.
• Se integró una carcasa autoalineable para minimizar los errores de ensamblaje y garantizar la precisión óptica.

Principales resultados:

• Se logró una apertura numérica de 0.6 en inmersión en agua con un campo de visión de 200 µm.
• Se mantuvo un rendimiento cercano al límite de difracción en la banda de excitación de 720-950 nm.
• Se validó el rendimiento óptico con objetivos de resolución, imágenes de polen y autofluorescencia de hígado de ratón.

Conclusiones:

• Los objetivos de banda ancha totalmente impresos en 3D son factibles para endomicroscopía compacta y de alto rendimiento.
• El objetivo desarrollado demuestra potencial para óptica biomédica integrada y obtención de imágenes de tejidos in situ.
• Este enfoque de fabricación permite sistemas ópticos miniaturizados y sin alineación para aplicaciones biomédicas avanzadas.