Gli elettrodi in spugna, visti qui in una varietà di spessori, usano zollette di zucchero come modelli. Credito:adattato da ACS Nano
Per monitorare i ritmi cardiaci e la funzione muscolare, i medici spesso attaccano elettrodi alla pelle del paziente, rilevando i segnali elettrici che si trovano sotto. Questi impulsi sono vitali per la diagnosi precoce e il trattamento di molti disturbi, ma gli elettrodi attualmente disponibili hanno una funzione limitata o sono costosi da produrre. Ricercatori che riferiscono in ACS Nano , tuttavia, ora hanno sviluppato una versione spugnosa a basso costo con un rilevamento del segnale migliorato, realizzata con un modello sorprendente:una zolletta di zucchero.
Gli attuali elettrodi gold standard per il monitoraggio elettrofisiologico si basano su un disco d'argento che entra in contatto con la pelle attraverso un gel conduttivo. Questi elettrodi sono strumenti critici per rilevare segnali elettrici anomali legati a problemi di salute, come infarti, disturbi cerebrali o malattie neuromuscolari. Tuttavia, questi dispositivi non sono privi di inconvenienti. Sono rigidi e non possono adattarsi bene alla pelle, in particolare quando il paziente è fisicamente attivo, riducendo la qualità del segnale. Inoltre, il gel conduttivo si asciuga rapidamente, impedendo il monitoraggio a lungo termine e il rilevamento di eventi rari. Per affrontare queste sfide, i ricercatori hanno progettato elettrodi morbidi che si adattano meglio alla pelle, nonché versioni a base di microaghi che penetrano fisicamente nella pelle, ma sono costosi da produrre, limitandone l'uso diffuso. Quindi, Chuan Wang e colleghi volevano sviluppare un elettrodo spugnoso a basso costo che offrisse un contatto con la pelle più coerente e resiliente.
Per realizzare il nuovo dispositivo, i ricercatori hanno iniziato con zollette di zucchero disponibili in commercio, che hanno modellato in un modello che è stato immerso in polidimetilsilossano liquido (PDMS). Il PDMS è diventato una struttura solida dopo una fase di polimerizzazione. Hanno quindi sciolto lo zucchero con acqua calda e hanno ricoperto i micropori della spugna con una pellicola sottile conduttiva per formare l'elettrodo.
Poiché i micropori hanno consentito al materiale spugnoso di avere una maggiore area di contatto con la pelle, il nuovo dispositivo ha mostrato una forte intensità del segnale e un rumore ridotto rispetto agli elettrodi standard. I micropori hanno anche aiutato il dispositivo a trasportare più gel conduttivo, che ha impedito loro di asciugarsi rapidamente e di perdere il segnale, rispetto alle versioni standard. Il gel ha anche agito come un ammortizzatore, riducendo gli impatti negativi del movimento del paziente sul contatto pelle-elettrodo e garantendo il rilevamento del segnale. I ricercatori hanno testato la capacità del dispositivo a spugna di monitorare le contrazioni uterine durante il travaglio e hanno scoperto che si comportava come, o meglio, di un elettrodo convenzionale. Come alternativa a basso costo e flessibile, gli elettrodi in spugna espandono le possibilità di applicazioni sanitarie indossabili, incluso l'uso negli esami medici che richiedono ai pazienti di muoversi o per il monitoraggio a lungo termine delle persone a casa o al lavoro, affermano i ricercatori. + Esplora ulteriormente
