I dispositivi elettronici bioriassorbibili impiantabili, composti da miniaturizzati che monitorano, analizzano e rispondono ai segnali corporei, stanno portando a una rivoluzione nella medicina di precisione, promuovendo un approccio sempre più personalizzato, sostenibile, non invasivo ed ecocompatibile.
Un articolo pubblicato su Nature Reviews Electrical Engineering, del gruppo di ricerca del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa, guidato da Giuseppe Barillaro, esperto nella ricerca sui sensori per la medicina futura, fornisce una panoramica sullo stato attuale della tecnologia. In particolare, l’articolo esplora le potenzialità applicative di questi sistemi in ambito medico, sottolineando come
“Questi sistemi – afferma Barillaro, docente di elettronica – offrono un monitoraggio in tempo reale di parametri vitali, marcatori biochimici e indicatori specifici di patologie nel corpo, con la trasmissione dei dati in modalità wireless, permettendo interventi rapidi e personalizzati. Fabbricati con materiali biodegradabili, i dispositivi si dissolvono in sicurezza dopo aver svolto la loro funzione, riducendo la necessità di rimozione chirurgica e complicazioni associate. Tali elementi pongono l’elettronica bioriassorbibile all’avanguardia delle tecnologie sostenibili ed ecocompatibili per la medicina personalizzata.”
“Negli ultimi 15 anni – continua Barillaro – i progressi in scienza dei materiali, tecnologie di microfabbricazione e ingegneria dei dispositivi hanno ampliato significativamente la funzionalità e la versatilità dei sistemi elettronici bioriassorbibili impiantabili. Tra le innovazioni principali si annoverano la creazione di sensori bioriassorbibili per il monitoraggio di pH, glucosio, lattato e altri biomarcatori; stimolatori elettrici transitori per favorire la guarigione delle ferite e la rigenerazione dei tessuti; fonti di energia capaci di captare energia dai movimenti naturali del corpo.
Nell’articolo, gli autori analizzano le funzioni chiave dei sistemi elettronici bioriassorbibili, dal rilevamento e analisi delle informazioni alla raccolta di energia e comunicazione wireless, offrendo dettagli su componenti, materiali, tecniche di fabbricazione e strategie di integrazione.
“Affrontiamo anche le più significative sfide tecnologiche – prosegue Barillaro – come la biocompatibilità dei materiali, la stabilità dei dispositivi, l’affidabilità dei dati, la degradazione controllata e l’efficienza energetica, tutti ostacoli importanti per l’applicazione clinica.”
La biocompatibilità e la biodegradabilità rappresentano i fulcri di questa tecnologia. Sebbene i materiali bioriassorbibili siano progettati per degradarsi senza danneggiare i tessuti circostanti, è fondamentale valutare attentamente l’impatto dei sottoprodotti di degradazione sui tessuti, specialmente a lungo termine, oltre all’effetto ambientale dei lettori esterni e delle unità di trasmissione in interazione con i sensori. In questo contesto, l’utilizzo di sensori con circuiti alimentati esternamente e la realizzazione di lettori esterni realizzati in materiali riciclabili o parzialmente biodegradabili, potrebbe rappresentare ulteriori progressi. Infine, futuri sistemi bioriassorbibili completamente impiantabili potrebbero ridurre significativamente i rifiuti medici, con tutti i componenti, inclusi sensori, alimentazione e trasmissione dati, riassorbiti in sicurezza all’interno del corpo, segnando una tappa fondamentale verso una tecnologia medica più sostenibile e priva di sprechi.
“Dobbiamo considerare anche aspetti etici – conclude Barillaro – in particolare quelli relativi alla riservatezza dei dati e all’autonomia del paziente. La capacità dei dispositivi indossabili e impiantabili di raccogliere dati sanitari in modo continuativo solleva interrogativi cruciali sulla gestione e protezione di queste informazioni, esigendo una normativa robusta per la salvaguardia dei dati.”
L’articolo si conclude delineando un contesto applicativo dei dispositivi bioriassorbibili che va oltre il settore sanitario, ad esempio nei settori del monitoraggio ambientale, della tecnologia indossabile e dell’elettronica di consumo, dove questi sistemi potrebbero contribuire alla diminuzione dei rifiuti elettronici e alla creazione di prodotti più sostenibili.
Gli autori evidenziano come l’elettronica bioriassorbibile potrebbe rivoluzionare l’assistenza sanitaria, rendendola più accessibile e sostenibile per i pazienti, ma ciò richiede una costante collaborazione interdisciplinare, innovazione responsabile, adeguamenti normativi e disponibilità di finanziamenti. Affrontare queste sfide potrebbe posizionare i sistemi bioriassorbibili come una tecnologia fondamentale nella medicina del futuro e come un modello di sostenibilità in altri ambiti.
Fonte: Università di Pisa
