Il progetto Tuscany Health Ecosystem (THE) mira a fare della Toscana la “regione della salute” spingendo la ricerca per far crescere le tecnologie dedicate alla salute e al benessere. Un progetto molto vasto ed ambizioso, che per la prima volta vede unite tutte le Università della Regione e i maggiori interlocutori in ambito scientifico.
Anche noi di Elbatech abbiamo contribuito ad una parte di questo progetto, in collaborazione con il Consiglio Nazionale delle Ricerche di Pisa e con VacuumFab, un’azienda leader nel campo della ricerca robotica, il cui obiettivo finale è la realizzazione di un apparato medicale costituito da un acceleratore di particelle (elettroni) per il trattamento di malattie oncologiche.
I dispositivi attuali basati su radiazioni dirette (ad esempio sui raggi X) hanno potenze limitate e il difetto che i loro fasci per natura si “sparpagliano”, per cui il massimo che si può fare per focalizzarli su una zona del corpo da curare è farli passare attraverso una piccola fenditura, raccogliendo così una modesta parte dell’energia disponibile alla sorgente e perdendo così gran parte della radiazione. Il progetto THE prevede invece di usare l’innovativo sistema di un plasma (un fluido di elettroni e altri ioni più pesanti), le cui particelle sono accelerate tramite un fascio Laser e poi focalizzate sul target (interamente, senza perdere l’energia disponibile).
Per costruire un apparato così ambizioso occorre risolvere molteplici problemi, anche strutturali, derivanti dal fatto che i Laser per questo tipo di applicazioni sono molto potenti ma tendenzialmente instabili e la loro stabilizzazione è un aspetto molto critico del progetto.
A Marciana abbiamo progettato un sistema di controllo automatico in grado di eliminare le instabilità del fascio Laser della macchina, azionando una coppia di specchi in grado di modificare l’angolazione del fascio molto rapidamente al sopraggiungere di una sollecitazione di disturbo, garantendo al sistema medicale un fascio laser perfettamente collimato e stabile. Gli specchi sono movimentati da una coppia di motori per spostare il fascio nella zona target ma poi la loro posizione viene “aggiustata finemente” per mezzo di due attuatori piezoelettrici, che modificano l’angolazione degli specchi di pochi decimi di grado (vedi immagini).
Questi attuatori hanno l’eccellente proprietà di garantire movimenti molto fini e sub-micrometrici, ma lo svantaggio che per realizzare tali movimenti hanno bisogno di alti voltaggi. Abbiamo quindi progettato gli opportuni amplificatori ad alta tensione, che ovviamente devono anch’essi obbedire ai più stringenti requisiti di immunità al rumore e pulizia di segnale, pena il vanificare le ottime proprietà delle parti ottica e meccanica.
Tutte le parti realizzate subiranno ora una seria fase di test e di consguente ottimizzazione prima di essere trasferite nel laboratorio INO (Istituto Nazionale di Ottica) del CNR di Pisa, dove entreranno a far parte del primo prototipo della nuova macchina medicale.
Come nota finale “filosofica”, mi sia permesso dire che in questi periodi in cui i venti di guerra soffiano sempre più intensi è motivo di un certo orgoglio poter affermare di impiegare la propria (poca o tanta) intelligenza per aiutare a raggiungere un obiettivo per la salute e per il benessere delle persone, soprattutto a confronto di tutte quelle menti che in virtù di facili e cospicui guadagni si prestano senza scrupoli a progettare armi e sistemi di distruzione.
Marco Sartore
