Dimostrazione di KAUST
Che si tratti di pacemaker per regolare il battito cardiaco o di pompe speciali per il rilascio di insulina, gli impianti elettronici rappresentano già una parte importante della medicina moderna. Mentre continuiamo a muoverci verso un futuro cyborg, impianti simili diventeranno sempre più comuni. Ma come si alimentano questi dispositivi? La sostituzione delle batterie non è così semplice quando comporta potenzialmente una procedura chirurgica semplicemente per individuare l’impianto in questione.
I ricercatori della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) dell’Arabia Saudita e della King Saud bin Abdulaziz University stanno gettando le basi per un nuovo metodo di ricarica degli impianti bioelettronici – utilizzando un materiale idrogel morbido e biocompatibile in grado di assorbire le onde sonore che vengono trasmesse dal corpo al al di fuori. Sebbene sia ancora nella fase iniziale del processo di sviluppo, hanno dimostrato che è possibile utilizzare una gamma di dispositivi ad ultrasuoni per caricare rapidamente un dispositivo elettrico sepolto in diversi centimetri di tessuto sotto forma di manzo.
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“Abbiamo dimostrato che gli MXenes, una nuova classe di materiali bidimensionali, possono assorbire l’energia degli ultrasuoni dalle sonde ecografiche mediche standard, [come] trovate negli studi medici e negli ospedali, o anche a casa," Husam Niman Alshareef, uno scienziato dei materiali presso KAUST, ha detto a Digital Trends. “Abbiamo accoppiato MXene con [un] semplice generatore triboelettrico di micropotenza, che ci ha permesso di caricare questo generatore triboelettrico a distanza tramite ultrasuoni. L’MXene assorbe l’energia degli ultrasuoni a distanza, senza contatto fisico, e carica il generatore triboelettrico”.
Gli idrogel sono formati da lunghe molecole polimeriche reticolate per creare una rete tridimensionale in grado di trattenere molta acqua. Ciò rende il materiale idrogel flessibile ed elastico, ma anche biocompatibile (il che significa che non è dannoso o tossico per i tessuti viventi) e un buon conduttore elettrico. Ciò li rende estremamente utili per applicazioni bioelettroniche come questa.
“La parte successiva [della nostra ricerca] consiste nell’impiantare il dispositivo negli animali da laboratorio e testarli stabilità, biocompatibilità a lungo termine e determinare se esistono effetti avversi”, Alshareef disse.
È troppo presto per dire con certezza se questa tecnologia troverà la sua strada nei futuri dispositivi medici per impianti come i pacemaker o neurostimolatori, ma Alshareef è fiducioso. Ciò potrebbe, ha detto, significare che i pazienti “potrebbero non aver più bisogno di sottoporsi a dolorosi interventi chirurgici per sostituire le batterie”.
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