Un team di ricerca presso il Center for Nanoparticle Research, all'interno dell'Istituto per le scienze di base (IBS), ha sviluppato un dispositivo indossabile e impiantabile che misura i segnali elettrofisiologici e applica stimolazioni elettriche e termiche. Fornisce informazioni sulle disfunzioni muscolari e cardiache, e quindi potrebbe essere implementato per alleviare il dolore, riabilitazione, e controllo motorio protesico. Essendo il primo impianto molle in grado di registrare l'attività cardiaca in più punti di un cuore suino, questo prototipo, descritto in Nanotecnologia della natura , potrebbe contribuire alla ricerca e alla produzione della futura bioelettronica.

I ricercatori dell'IBS hanno utilizzato questo nuovo dispositivo sulla pelle umana per registrare i dati dell'elettrocardiogramma (ECG) e dell'elettromiogramma (EMG). Grazie alla sua morbidezza, elasticità ed elasticità, può seguire i contorni dei giunti flessibili, come il polso. Indossato su un avambraccio, ha simultaneamente monitorato i segnali EMG e fornito stimolazione elettrica e termica che potrebbe essere impiegata in applicazioni terapeutiche.

Il team di ricerca ha anche prodotto una grande maglia personalizzata che si adatta alla parte inferiore di un cuore di suino. Avvolto intorno al cuore, l'impianto può leggere i segnali dall'intero organo per identificare possibili lesioni e aiutare il recupero. Per esempio, è stato in grado di registrare il cambiamento del segnale ECG causato da un infarto acuto. La rete è stabile durante i movimenti cardiaci ripetitivi e non interferisce con l'attività di pompaggio del cuore.

"Sebbene siano stati segnalati vari dispositivi cardiaci molli per il cuore di ratto, questo studio sui maiali può approssimare la fisiologia umana in modo più accurato, " dice CHOI Suji, primo coautore dello studio. "Il nostro obiettivo è studiare le malattie cardiache, e stimolare il cuore in modo più efficace sincronizzando l'attività di pompaggio cardiaco."

Questo cerotto estensibile e conduttivo è costituito da nanofili d'argento rivestiti d'oro mescolati con un tipo di gomma chiamata polistirene-butadiene-stirene (SBS). Le gomme conduttive convenzionali a base di filo d'argento hanno applicazioni biomediche limitate perché l'argento è tossico. In questo studio, la guaina d'oro previene la lisciviazione dell'argento e la corrosione causata dall'aria e dai fluidi biologici come il sudore.

"Abbiamo sfruttato l'elevata conduttività dell'argento, L'elasticità di SBS, e l'elevata biocompatibilità dell'oro, " spiega HYEON Taeghwan, direttore del Centro per la ricerca sulle nanoparticelle e corrispondente coautore. "Trovare la giusta proporzione di ogni materiale è stata la chiave del successo."

I piani di ricerca futuri includono la massimizzazione della conduttività e dell'elasticità ulteriormente progettando nuovi, materiali atossici, e studiando l'effetto terapeutico della rete nelle malattie cardiache.