Il "tatuaggio" in grafene impiantabile controlla la frequenza cardiaca

Un team di ricercatori guidati dalla Northwestern University e dall'Università del Texas ad Austin

ha sviluppato un impianto cardiaco dal grafene, una modifica bidimensionale del carbonio. Si adatta il più strettamente possibile al cuore per rilevare e trattare contemporaneamente i battiti cardiaci irregolari.

Il dispositivo sviluppato sembratatuaggio temporaneo e applicato al cuore. I moderni pacemaker utilizzano materiali duri e rigidi. "Tattoo", al contrario, è abbastanza flessibile ed elastico. "Avvolge" strettamente tutte le irregolarità sulla superficie del cuore, può allungarsi e resistere alle contrazioni cardiache.


Impianto cardiaco di grafene su carta per tatuaggi (a sinistra) e in soluzione prima di essere applicato al cuore (a destra). Immagini: Ning Liu/Università del Texas ad Austin

I tatuaggi elettronici sono già stati utilizzatisuperficie della pelle, ma l'ambiente interno crea condizioni più difficili. Gli scienziati hanno posizionato il grafene in una membrana di silicone flessibile ed elastica con un foro praticato attraverso di essa per accedere all'elettrodo di grafene interno. Sullo strato sigillante, hanno applicato con cura un nastro d'oro (spessore 10 micron) che funge da collegamento elettrico tra il grafene e l'elettronica esterna. Lo spessore totale di tutti gli strati insieme è di circa 100 micron.

I ricercatori hanno testato il loro impiantomodello di topo. In una serie di esperimenti, hanno dimostrato che utilizzando un tale dispositivo è possibile rilevare irregolarità nel battito cardiaco e controllarlo delicatamente utilizzando la stimolazione elettrica.

Durante l'esperimento, l'impianto è rimasto stabile su un cuore che batteva attivamente per 60 giorni. Questo è paragonabile ai moderni pacemaker temporanei che vengono utilizzati tra gli interventi chirurgici.

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In copertina: un'illustrazione artistica di un impianto cardiaco. Immagine: Zexu Lin, Northwestern University