Tatuaggio al grafene-Immagine Credit Public Domain.
Alcuni tatuaggi fanno davvero battere il cuore!
“Nei ratti, un “tatuaggio” al grafene attaccato al cuore potrebbe trattare un battito anormalmente lento. Come un pacemaker futuristico, il dispositivo inviava segnali elettrici che mantenevano il corretto pompaggio del cuore”, riferiscono gli scienziati online il 25 marzo in Advanced Materials.
“Il dispositivo elettronico è attualmente una prova di concetto, ma una versione per l’uso nel cuore umano potrebbe essere pronta per i test entro cinque anni”, stima Igor Efimov, un ingegnere cardiovascolare della Northwestern University di Chicago.
Efimov e i suoi colleghi lavorano da anni per creare dispositivi impiantabili che si adattano al corpo. La sfida principale è come coniugare l’elettronica rigida con tessuti morbidi, a volte pulsanti. Per la maggior parte dei pacemaker attuali, i medici inseriscono gli elettrodi su lunghi fili attraverso una vena all’interno del cuore. “Ogni volta che il cuore batte, circa 100.000 volte al giorno, i fili si flettono. Basta flettersi e il dispositivo alla fine si rompe“, dice Efimov. “Una soluzione è quella di utilizzare materiali ultrasottili che seguono i movimenti del cuore, come un involucro di plastica che si aggrappa alla tremolante gelatina”.
Nel 2021, Efimov ha visto qualcosa che sembrava promettente: un articolo sui dispositivi al grafene applicati sulla pelle come tatuaggi temporanei. “A differenza dei componenti metallici spesso utilizzati nell’elettronica, il grafene è “atomicamente sottile”, afferma Dmitry Kireev, un Ingegnere biomedico dell’Università del Texas ad Austin che ha sviluppato i tatuaggi al grafene.
“Il grafene, un singolo strato di atomi di carbonio disposti a nido d’ape, è un materiale interessante per l’uso biomedico”, afferma Nai-Chang Yeh, un fisico del Caltech che non è stato coinvolto nel lavoro. “Il grafene è molto flessibile, è biocompatibile, è altamente trasparente, è altamente conduttivo ed è meccanicamente resistente”, afferma.
Ma Kireev non aveva mai messo tatuaggi al grafene sul tessuto cardiaco prima. Efimov lo contattò e gli disse: “Bene, ti piacerebbe provare?”.I ricercatori hanno collaborato e testato i dispositivi in esperimenti sul cuore dei topi e ratti vivi. “Nei ratti, il tatuaggio del cuore potrebbe correggere un battito irregolare inviando impulsi di elettricità all’organo”, riferisce il team.
I tatuaggi racchiudono uno strato trasparente di grafene tra fogli di silicone elastico e polimero ultrasottile. Il nastro dorato collega il grafene ai fili che portano a una fonte di alimentazione, che invia elettricità attraverso il dispositivo.
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“Le future versioni del tatuaggio saranno wireless”, dice Efimov, “forse utilizzando una piccola antenna per captare segnali elettrici da un dispositivo esterno posizionato sul petto di una persona”. E un giorno, Efimov immagina elettrodi di grafene delle dimensioni di chicchi di riso da iniettare nel muscolo cardiaco. Tali apparecchiature in miniatura potrebbero svolgere le funzioni di pacemaker senza i tipici componenti ingombranti.
“Potrebbe sembrare fantascienza, ma questa tecnologia è quasi arrivata“, dice Efimov. “Ora è il momento di svilupparla”.
Fonte: Science Daily
