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Chip terapeutici, che si dissolvono in maniera programmata

Costruiti con componenti a base di magnesio, ossido di magnesio, seta e nanomembrane di silicio, sono biocompatibili e si dissolvono in acqua e liquidi organici in pochi giorni o settimane, a seconda dello spessore. Potranno essere impiantati nel corpo per monitorare l’attività di tessuti od organi, rilasciare farmaci o applicare una terapia termica mirata.

Apparecchiature elettroniche biocompatibili in grado di svanire in modo controllato e in un tempo prestabilito: a realizzarle è stato un gruppo interdisciplinare di ricercatori della Northwestern University, dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign e della Tufts University, che ne dà notizia in un articolo su “Science”.

Il campo di applicazione di questa nuova “elettronica transitoria” è la medicina, con la realizzazione di dispositivi impiantabile per monitorare l’attività di tessuti od organi, rilasciare farmaci oppure applicare una terapia termica mirata.

Oggi il ricorso ad apparati impiantabili è limitato a casi sperimentali a causa dei possibili effetti a lungo termine, un problema che svanisce con la nuova elettronica transitoria, proprio come svaniscono i suoi componenti, perfettamente biocompatibili. Lo studio della biocompatibilità dei materiali è stato in particolare curato da Fiorenzo Omenetto, un ricercatore italiano che lavora dal 2005 alla Tufts University, dove dirige il laboratorio di ingegneria biomedica, e che è stato indicato dalla rivista “Fortune” come uno dei 50 scienziati più influenti al mondo in campo tecnologico.

Gli apparecchi di cui si riferisce su “Science” sono costituiti da un sottile involucro di seta e ossido di magnesio che avvolge l’elettronica: quando l’involucro si scioglie, inizia a funzionare l’eettronica, che sfrutta elettrodi di magnesio, collegamenti e porte in ossido di magnesio come strati dielettrici delle nanomembrane di silicio.

Il silicio si scioglie nel liquidi organici, ma normalmente il processo è così lento che un wafer di silicio convenzionale richiederebbe centinaia di anni per degradarsi. Le nanomembrane invece, pur premettendo la creazione di transistor, diodi ed altri dispositivi a semiconduttori, si dissolvono in pochi giorni o qualche settimana, a seconda dello spessore: “Abbiamo scelto materiali familiari per il corpo umano, come il magnesio, Non volevamo usare materiali di cui l’organismo non ha esperienza”, spiega Huang, uno degli autori dello studio.

La quantità di ciascun materiale presente nel sistema elettronico transitorio è estremamente bassa, molto inferiore alla dose giornaliera raccomandata; per il magnesio, in particolare, è minore di quella presente nei comuni prodotti multivitaminici. Quanto all’alimentazione dell’elettronica, è assicurata da bobine a induzione, in modo da evitare sia il ricorso a batterie, sia la necessità di fili di collegamento.

Inoltre, dato che questi sistemi si dissolvono anche con la semplice acqua, oltre che con i liquidi organici, potrebbero essere utilizzati anche per il monitoraggio ambientale, per rilevare variazioni di temperatura o di deformazioni strutturali, in tutte le situazioni in cui una loro presenza permanente o il loro recupero potrebbero porre problemi.

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