Dalle nanotecnologie, grazie alle capacità espresse dal CNR, si prospetta un salto di qualità nella realizzazione di sensori a uso medico, superando anche uno degli scogli attualmente più importanti, l’autonomia.
Un gruppo di ricercatori e ricercatrici dell’Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche di Pisa (CNR-Nano) ha sviluppato infatti una tecnologia innovativa che combina nanomateriali di origine naturale e strati di metalli degradabili, per realizzare dispositivi avanzati destinati al settore biomedicale. Lo studio, svolto con le Università di Pisa, del Wisconsin-Madison (USA) e con la Scuola Normale Superiore, è pubblicato sulla rivista Science Advances.
Sensori senza batterie esterne
Si tratta di dispositivi piezoelettrici, ovvero sistemi capaci di trasformare la pressione o le vibrazioni in elettricità e viceversa. «Questi dispositivi hanno mostrato una sensibilità eccezionale nella rilevazione della pressione - spiega Luana Persano, ricercatrice del Cnr-Nano e coordinatrice dello studio -, e la capacità di generare una potenza sufficiente per monitorare il battito cardiaco in tempo reale. Inoltre, convertono i movimenti meccanici in energia elettrica, consentendo così di alimentare piccoli dispositivi elettronici, come sensori indossabili o impiantabili senza ricorrere a batterie».
Per la realizzazione, i ricercatori hanno utilizzato nanocristalli di cellulosa, e li hanno assemblati con il molibdeno, un metallo, in strutture multistrato. La biocompatibilità dei dispositivi, dimostrata attraverso esperimenti in vivo e test su cellule epiteliali polmonari e muscolari cardiache, ne conferma il potenziale applicativo in ambito medico.
«Questa tecnologia apre nuove possibilità per applicazioni come il monitoraggio di organi, la medicina rigenerativa e il rilascio controllato di farmaci – prosegue Persano -. Grazie a una combinazione innovativa di micro e nanotecnologia, siamo riusciti a sfruttare al meglio le proprietà piezoelettriche dei nanocristalli di cellulosa e abbiamo sviluppato una piattaforma unica, flessibile e ad alte prestazioni, adatta a una nuova generazione di sensori medici, autoalimentati e integrati nel nostro corpo e nell’ambiente in modo sempre più naturale»,.
Il lavoro, svolto principalmente a Pisa presso il laboratorio Nest della Normale in cui confluiscono anche laboratori di Cnr-Nano, si inserisce nell’ambito del programma europeo Marie Curie BIOIMD, e si è avvalso della collaborazione dei gruppi di ricerca di Alessandra Operamolla, che ha sintetizzato i nanocristalli, e di Dario Pisignano, dell’Università di Pisa.
