Progettato sensore impiantabile e biodegradabile per misurare alcune funzioni corporee

Scienze

Messo a punto da un team di ricercatori dell’Institute for Computational and Data Sciences, una volta impiantato nel corpo umano, con un’operazione chirurgica, viene eliminato in modo sicuro tramite i normali processi corporei

Un nuovo sensore impiantabile nel corpo umano e biodegradabile in sicurezza, per poter semplificare la misurazione di alcune funzioni corporee. È questo l’obiettivo a cui è attualmente al lavoro un team di ricercatori dell’Institute for Computational and Data Sciences, che è riuscito a progettare un nuova tecnologia elettronica che, una volta impiantata nel corpo umano, con un’operazione chirurgica, dopo un periodo di funzionamento, viene eliminata in modo sicuro tramite i normali processi corporei, evitando il secondo intervento generalmente necessario per la rimozione di sensori con simili funzioni.   

Il sensore non deve essere rimosso con un secondo intervento

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“Uno degli svantaggi degli impianti attualmente utilizzati è che devono poi essere rimossi, il che comporta un'altra operazione”, ha spiegato Huanyu Cheng, dell'Institute for Computational and Data Sciences, sulle pagine della rivista specializzata NPG Asia Materials. Il sensore messo a punto dal team di ricerca, invece, composto da materiali biodegradabili, impiantabili, flessibili ed estensibili, “non necessita di questo passaggio”. “Una volta che il paziente si è ripreso dall'intervento chirurgico - precisa l’esperto - il dispositivo esaurisce parte della sua utilità, e può essere rimosso nell'acqua o nei fluidi corporei”.

I conduttori in magnesio e i materiali funzionali in silicio presenti al suo interno, infatti, fanno si che il dispositivo possa essere completamente assorbito dal corpo umano. 

"I materiali si degradano abbastanza lentamente da consentire ai sensori di rilevare le informazioni relative ai gas nell'organismo. Il sensore è stato testato in condizioni umide e soluzioni acquose per dimostrare l'efficacia dei componenti in condizioni simili a quelle relative all'interno del corpo umano”, ha aggiunto Cheng.

 

Le funzioni del dispositivo

 

"I sensori che monitorano le condizioni di un paziente durante e dopo le procedure mediche possono essere costosi, scomodi e persino pericolosi. Il nostro sensore può monitorare i livelli di ossido nitrico (NO) e biossido di azoto (NO2), che, nella giusta quantità, possono svolgere un ruolo benefico per l'organismo, ma, se presenti in dosi eccessive, possono provocare effetti dannosi”, ha spiegato Cheng, precisando che

l'ossido nitrico, per esempio (prodotto naturalmente dal corpo umano), svolge un importante ruolo per la salute, in quanto agisce rilassando o dilatando i vasi sanguigni, riuscendo a migliorare l'apporto di sangue, ossigeno e nutrienti nel corpo.

Tuttavia, come precisa l’esperto, ”l’esposizione a biossido di azoto a livello ambientale è collegata alla progressione di condizioni come la broncopneumopatia cronica ostruttiva. L'ossido nitrico è altamente reattivo e può essere trasformato in biossido di azoto se esposto all'ossigeno". 

In un ulteriore test, gli esperti grazie alle risorse di calcolo del supercomputer Roar dell'Institute for Computational and Data Sciences (ICDS) della Penn State University, hanno messo a punto delle simulazioni, per riuscire a valutare gli effetti dei cambiamenti causati da eventuali alterazioni della forma o deformazioni del materiale. "Basiamo la misurazione sulla resistenza che varia con l'assorbimento del gas, ma può essere modificata per l'alterazione della struttura. Deformando il sensore sulla superficie della pelle, la resistenza si altera, per cui è difficile distinguere se le prestazioni del gas siano dovute alla deformazione o all'ambiente. Nei lavori futuri sarebbe opportuno pensare sistemi integrati in grado di monitorare altre funzioni corporee”, ha concluso l’esperto. 

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