L'attentat au camion piégé contre un centre de formation de la police avait fait plus de 50 morts et une centaine de blessés.
"Le conseil de la présidence libyenne a demandé l'aide du gouvernement italien pour soigner les blessés graves", a expliqué le ministère dans un communiqué, évoquant une "intervention humanitaire".
Parti lundi matin d'une base au sud de Rome avec à bord 20 médecins et infirmiers ainsi que du personnel de sécurité du ministère de l'Intérieur, un avion de transport militaire italien s'est posé peu après à Misrata (200 km à l 'est de Tripoli), où avaient été conduits les blessés de Zliten.
Après avoir embarqué les 15 policiers, l'avion est reparti en direction de Rome. Les blessés ont été pris en charge à l'hôpital militaire du Celio, dans le centre de la capitale. Deux d'entre eux ont immédiatement été transférés dans une unité de soins intensifs tandis que les autres souffrent de blessures plus légères, selon le quotidien la Stampa.
Cette opération "représente un geste concret de solidarité et de soutien de l'Italie envers le peuple libyen dans une phase particulièrement délicate de l'actuel processus de stabilisation du pays", a souligné le ministère.
Profitant du chaos politique dans lequel est plongé le pays depuis quatre ans, l'EI monte en puissance en Libye. L'attentat de Zliten est le plus meurtrier depuis la révolte qui a mis fin au régime de Mouammar Kadhafi en 2011.
L'ONU s'efforce de mettre en place un gouvernement d'union sous la direction de M. Sarraj, qui avait été reçu fin décembre à Rome par le chef du gouvernement italien, Matteo Renzi.
Après cette rencontre, l'Italie, ancienne puissance coloniale, avait assuré qu'elle était "prête à répondre rapidement, et dans le cadre nécessaire de la légalité internationale, aux éventuelles demandes d'assistance de la Libye".
Par ailleurs, le corps d'une femme noyée a été retrouvé lundi et cinq personnes sont portées disparues au large du sud de l'Italie, a annoncé la garde-côtes qui explique que les migrants ont été jetés par dessus bord par leurs passeurs.
Trente-sept migrants somaliens qui étaient à bord de la même embarcation sont parvenus à rejoindre le rivage ou ont été récupérés par des sauveteurs, a précisé la garde-côtes.
Les passeurs qui accompagnaient les migrants à bord du bateau en bois parti de Grèce se sont échapés à bord d'un deuxième bateau.
Parmi les survivants, figurent 35 femmes et un enfant de dix ans, soigné comme quatre autres pour hypothermie.
En 2015, près de 3.800 migrants ont péri en tentant de rejoindre l'Union européenne par la mer. Plus d'un million y sont parvenus.