Come misurare l'attività del cuore? Ci pensano i sensori a nanotransistor

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Un team di ricerca dell'Università del Massachusetts ha creato, per la prima volta, un minuscolo sensore in grado di misurare simultaneamente le risposte cellulari elettriche e meccaniche nel tessuto cardiaco, una tecnologia estremamente promettente per i futuri studi sulle malattie cardiache, sui test farmacologici e sulla medicina rigenerativa.

Lo studio, pubblicato online dalla rivista Science Advances, ha come primo autore Hongyan Gao, ricercatore presso il dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica (ECE), che ha descritto l'invenzione come "un nuovo strumento per migliorare gli studi cardiaci e che ha il potenziale per applicazioni all'avanguardia negli esperimenti sulle malattie cardiache".

Dato che, in biologia, anche una singola cellula è un elemento funzionale di base, i suoi comportamenti meccanici ed elettrici sono due proprietà chiave per indicare lo stato cellulare. Di conseguenza sono fondamentali anche per il monitoraggio della salute, la diagnosi delle malattie e la riparazione dei tessuti.

Il capo del team di ricerca, il prof. Jun Yao, assistente presso l'ECE e collaboratore in ingegneria biomedica, ha affermato: "Una valutazione completa dello stato cellulare richiede la conoscenza allo stesso tempo delle proprietà meccaniche ed elettriche, da ciò l'importanza del nostro progetto".

Di solito infatti, queste due importanti proprietà sono spesso misurate da sensori diversi, ed il grado di alterazione della funzione della cellula aumenta con il numero di sensori utilizzati, e così gli errori.

Il nuovo sensore sviluppato dal team è invece costituito da un semiconduttore in nanofilo di silicio sospeso in 3D. Con le sue dimensioni molto più piccole di una singola cellula, il nanofilo può aderire saldamente alla membrana cellulare ed "ascoltare" le attività cellulari molto da vicino.

Ha inoltre proprietà uniche per convertire le attività bioelettriche e biomeccaniche "percepite" in segnali di rilevamento elettrico per il rilevamento. Un vero dispositivo all'avanguardia.

"Speriamo che, prossimamente, i nanosensori possano essere collegati in sicurezza ai sistemi cardiaci viventi, così da garantire un migliore monitoraggio della salute ed una diagnosi precoce delle malattie", ha concluso il prof. Yao

La ricerca medica non è nuova in questo campo, infatti recentemente è stato sviluppato un tatuaggio elettronico per monitorare la pressione. Oppure come non ricordare il cerotto high-tech del futuro?

Come misurare l'attività del cuore? Ci pensano i sensori a nanotransistor