Individuata pellicola biocompatibile che evita il rigetto dei bioelettrodi

La scoperta del gruppo di ricerca in nanoingegneria della Libera Università di Bolzano – coordinato dal prof. Paolo Lugli e dal suo assistente, il ricercatore Aniello Falco – è il risultato degli studi svolti in collaborazione con il Center for Synaptic Neuroscience dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova e l’Imperial College di Londra nell’ambito del progetto Olimpia, sostenuto con fondi europei.
L’obiettivo del progetto Olimpia è stato lo sviluppo di biosensori, soluzioni tecnologiche innovative a metà strada tra neurologia ed elettronica. Uno dei frutti del progetto è la ricerca pubblicata da Nature Scientific Reports. Questa ha portato alla creazione di un prodotto essenziale per lo sviluppo della bioelettronica: bioelettrodi biocompatibili, stabili e semitrasparenti, ottenibili mediante una tecnologia a basso costo.
Normalmente i bioelettrodi usati in laboratorio sono realizzati in oro per la loro alta conduttività elettrica e compatibilità con i tessuti umani. Per essere utilizzati, hanno bisogno di essere fissati con uno strato adesivo a un supporto direttamente a contatto con le cellule umane, tipicamente di vetro, quarzo o plastiche biocompatibili. “Il materiale adesivo utilizzato finora nei laboratori era perlopiù cromo”, sottolinea Aniello Falco, ingegnere elettronico “questo però presenta lo svantaggio di essere citotossico”.
Il nome dell’adesivo utilizzato in sostituzione del cromo nei laboratori della Facoltà di Scienze e Tecnologie è SU8. Si tratta di un fotopolimero, una pellicola chimicamente inerte che si ammorbidisce o indurisce per mezzo di semplice luce ultravioletta e può quindi essere facilmente modellata. La lavorazione dell’SU8 avviene con un semplice processo fotolitografico, a costi quindi potenzialmente molto contenuti. Prima dei ricercatori dell’ateneo bolzanino, nessuno aveva pensato al suo impiego come materiale di adesione per elettrodi nell’ambito delle biosensoristica.
“L’SU8, che aderisce molto meglio all’oro rispetto al cromo o al titanio, consente al tempo stesso di definire forme arbitrarie per gli elettrodi, permettendo di leggere con maggiore dettaglio il potenziale di azione dei neuroni. Per questa ragione, può essere sfruttato per studi più precisi sul cervello”, aggiunge il ricercatore di unibz.
Un suo naturale impiego potrebbe essere nella ricerca sull’epilessia. I bioelettrodi d’oro – delle dimensioni di pochi micron – potrebbero essere impiantati sul cervello senza problematiche di rigetto e rendere possibili misurazioni dell’attività elettrica del cervello molto più raffinate rispetto a quelle attualmente disponibili per mezzo dell’elettroencefalogramma.
Oltre alla diagnosi, il ricercatore ipotizza un utilizzo dell’SU8 anche nella riabilitazione. Un risultato dirompente a disposizione dei chirurghi alle prese con un’operazione di ripristino della vista nelle persone con la retina danneggiata. “Tramite la pellicola sarà possibile inserire chip sotto al nervo ottico con minori probabilità di rigetto, aiutando il lavoro di medici e biotecnologi nel restituire alla persona la visione compromessa”, conclude Aniello.
“Il risultato che abbiamo raggiunto si inserisce nella nostra attività di ricerca che mira a sviluppare tecnologie innovative basate su processi di stampa”, , afferma il prof. Paolo Lugli, “Grazie ad esse sarà possibile realizzare componenti e circuiti elettronici a basso costo (come una comune stampante inkjet) e su substrati non convenzionali (come plastica, vetro o carta). Oltre alle applicazioni mediche, rilevanti per l’articolo pubblicato, si può pensare ad altri utilizzi nel campo della sensoristica, della agricoltura di precisione o dei tessuti intelligenti”.

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