Criostati: due applicazioni pratiche

Se è facile per tutti immaginare a cosa possa servire un termostato, un numero minore di noi saprebbe dire quale sia l’utilità di un criostato – ossia un dispositivo simile al precedente, ma con lo scopo di mantenere stabile una temperatura criogenica, ossia bassissima. Esistono invece svariate applicazioni specialistiche di questo apparecchio, delle quali andremo ora ad analizzare due fra le più interessanti nel campo medicale: quella relativa alla Risonanza Magnetica e quella per i microtomi.

La Risonanza Magnetica

All’interno delle macchine per Risonanza Magnetica si trova una bobina di materiale magnetico superconduttore, la cui condizione di superconduttività dipende strettamente dal mantenimento di bassissime temperature. Proprio a questo scopo si utilizza un criostato a bagno liquido, solitamente caricato ad elio. In questa situazione, infatti, la bobina diventa capace di trasmettere grandissime correnti elettriche anche con l’immissione di bassi livelli d’energia. Se per qualsiasi ragione la bobina supera la temperatura di transizione e perde questa condizione, la resistenza elettrica sale, la temperatura aumenta bruscamente e l’elio evapora di colpo, esplosivamente; per questo vengono approntati dei sistemi con dischi di rottura in carbonio, che permettono in queste situazioni la rapida uscita del gas senza che faccia danni. Nei modelli moderni, viene utilizzato un abbattitore meccanico per ricondensare l’elio e riportarlo nella camera criostatica, così da conservarlo.

Il Microtomo

Per preparare vetrini istologici, ossia con strisce di tessuto tanto sottili da poter essere osservate ad microscopio, è possibile utilizzare un criostato in fase preparatoria: si parla allora di istologia a sezione congelata. In questo caso i criostati sono equipaggiati con una sottilissima lama, che viene ruotata con un controllo esterno per affettare, letteralmente, il campione da analizzare; questo richiede il mantenimento di temperature oscillanti fra i -20 e i -30 gradi centigradi. Il dispositivo è alimentato elettricamente, oppure viene mantenuto a bassa temperatura da un refrigerante come l’azoto liquido, e per evitare qualsiasi riscaldamento da moto, non vengono utilizzati motori ma solamente controlli manuali. In questo modo si ottengono sezioni spesse fino ad un micrometro, che possono poi essere montate per l’osservazione su vetrino; il vantaggio primario sta nella rapidità di preparazione, che permette di avere un vetrino pronto entro una ventina di minuti, un fatto di enorme utilità per le diagnosi rapide, come quelle in sala operatoria in sede di diagnosi tumorali.