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Bioelettronica

Un cervello rappresentato come un chip elettronico circondato da un sistema neurale per illustrare l’unione tra la tecnologia più all’avanguardia e gli organismi biologici.

La bioelettronica è un’area multidisciplinare che integra la biologia e l’elettronica per scopi diagnostici e terapeutici. Le attività regolatorie del sistema nervoso possono essere monitorate e controllate con tecnologie bioelettroniche capaci di interagire con specifici processi molecolari di segnalazione neurale. La medicina bioelettronica è utilizzata per trattare un ampio spettro di malattie e disabilità, come la cecità, le patologie cardiovascolari, il diabete, le patologie infiammatorie e neurodegenerative e la paralisi.

I dispositivi bioelettronici agiscono stimolando, regolando o addirittura bloccando specifici impulsi elettrofisiologici tra il cervello e le funzioni del corpo allo scopo di fornire un trattamento medico personalizzato. Alcuni esempi di dispositivi bioelettronici di uso comune sono i pacemaker cardiaci, che modulano la frequenza del battito cardiaco e le protesi robotiche che riproducono il movimento umano. I biosensori, come per esempio i monitor della glicemia, sono in grado di rilevare enzimi, patogeni e sostanze tossiche. I dispositivi bioelettronici indossabili riescono a monitorare i parametri vitali, a rilevare i biomarcatori e a raccogliere energia dalla pelle. Gli impianti bioelettronici più avanzati possono essere alimentati senza fili o batterie e sono estremamente poco invasivi, ingeribili e completamente riassorbibili, in base all’applicazione.

Le innovazioni nella concezione dei materiali e a livello di configurazioni dei dispositivi hanno migliorato significativamente la sensibilità e la biocompatibilità degli apparecchi bioelettronici. Materiali morbidi, leggeri e ultrasottili, come i nanotubi di carbonio, il grafene e altri nanomateriali 2D, i polimeri conduttivi, le nanoparticelle d’oro e i punti quantici, sono estremamente adatti alle applicazioni bioelettroniche grazie alla loro eccellente conduttività, all’ottima flessibilità e alle dimensioni miniaturizzate.

Per ulteriori informazioni, leggete il numero di Material Matters™ dedicato alla bioelettronica.

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