È senza dubbio, uno dei Santi Graal della medicina: monitorare la salutea livello cellulare per rilevare eventuali problemi. E due team di scienziati ci stanno lavorando in parallelo utilizzando una tecnologia innovativa: i nanotatuaggi.
Il primo è composto da due esperti dell’Università di Istanbul, Onur Ergen e Kristen D. Belcastro. Si tratta di un sensore nano-tatuaggio che consente il trasferimento passivo di dati wireless senza la necessità di fonti di alimentazione esterne, come le batterie, utilizzando il principio del backscatter. IL I sensori convertono l’energia meccanica in energia elettrica attraverso i movimenti del corpo e comunicare attraverso algoritmi di intelligenza artificiale con i dispositivi vicini. Questi sensori offrono un vantaggio significativo poiché trasferiscono i dati su un’ampia gamma di banda anziché sulle frequenze limitate consentite dalla tecnologia dei tag RFID utilizzata per scopi simili. Ad esempio, grazie a loro sarebbe possibile avere un elettrocardiogramma wireless e intelligente. I progressi sono stati descritto in Lettere sui dispositivi elettronici.
L’altro team concentrato su questa tecnologia è guidato da David Gracias, della Johns Hopkins University. La tua squadra si è sviluppata tatuaggi su scala nanometrica in grado di aderire alle cellule viventiS. I tatuaggi rispondono ai movimenti delle cellule mentre si muovono e si adattano alla struttura esterna umida e fluida delle cellule.
“Se immaginiamo dove andrà tutto questo in futuro, ci piacerebbe averlo sensori per monitorare e controllare a distanza lo stato delle singole celle e l’ambiente che circonda queste cellule in tempo reale – spiega Gracias in un comunicato -. “Se avessimo tecnologie per monitorare la salute delle cellule isolate, forse potremmo diagnosticare e curare le malattie molto prima e non aspettare che l’intero organo venga danneggiato.”
L’anticipo è stato pubblicato su Nano Letters e descrive i tatuaggi o sensori come non tossici e non invasivi e in grado di colmare il divario tra cellule o tessuti viventi e sensori convenzionali e materiali elettronici. Sono essenzialmente come codici a barre o codici QR.
“Stiamo parlando di mettere qualcosa del genere un tatuaggio elettronico su un oggetto vivente decine di volte più piccolo della capocchia di uno spillo – aggiunge Grazie -. “È il primo passo verso l’installazione di sensori e componenti elettronici nelle cellule viventi”.
Le strutture sviluppate dal team Gracias Sono riusciti ad aderire alle cellule per 16 ore, anche quando le cellule si muovevano. I tatuaggi sono stati costruiti sotto forma di matrici utilizzando oro, un materiale noto per la sua capacità di prevenire la perdita o la distorsione del segnale nei cavi elettronici. Hanno attaccato le matrici alle cellule che producono e sostengono i tessuti del corpo umano, chiamate fibroblasti. Le matrici sono state poi trattate con colle molecolari e trasferite alle celle utilizzando una pellicola di idrogel di alginato, un laminato simile al gel che può dissolversi dopo che l’oro aderisce alla cella.
“Abbiamo dimostrato che possiamo attaccare nanopattern complessi alle cellule viventi, garantendo allo stesso tempo che la cellula non muoia – conclude Gracias. “È un risultato molto importante che le cellule possano vivere e muoversi con i tatuaggi perché spesso c’è una significativa incompatibilità tra le cellule viventi e i metodi utilizzati dagli ingegneri per realizzare prodotti elettronici”.
Il prossimo passo sarà connettere nanocircuiti più complessi che possano rimanere sul posto per periodi più lunghi. Vogliono anche sperimentare con diversi tipi di cellule e vedere le risposte.
