Panoramica dei dispositivi flessibili basati su nanomateriali per il monitoraggio e il trattamento dei decessi per malattie cardiovascolari. Credito:Nano Research, Tsinghua University Press
Le malattie cardiovascolari sono la principale causa di morte in tutto il mondo, responsabili di circa 17,9 milioni (32%) di tutti i decessi nel mondo ogni anno. Il monitoraggio e il trattamento possono ridurre l'incidenza della morte, ma le opzioni sanitarie sono limitate dalla rigidità e dall'incompatibilità biologica dei dispositivi convenzionali, come i sensori di pressione sanguigna. Potrebbe esserci una risposta nei nanomateriali, secondo i ricercatori dell'Università di Pechino in Cina, sebbene siano necessarie ulteriori ricerche prima dell'applicazione pratica.
Il team ha esaminato lo stato attuale dei dispositivi flessibili di monitoraggio e trattamento basati su nanomateriali e ha raccomandato i passaggi successivi per rendere tali dispositivi una possibilità pratica. Il loro articolo è stato pubblicato l'8 giugno su Nano Research .
"Le malattie cardiovascolari sono malattie importanti, con alti tassi di incidenza, alti tassi di recidiva e un'ampia gamma di complicazioni pericolose per la salute e la vita", ha affermato l'autrice principale Haixia Alice Zhang, professore presso il National Key Laboratory of Science and Technology on Micro/Nano Fabbricazione nella Scuola di Circuiti Integrati dell'Università di Pechino. "La capacità di monitorare e curare meglio tali malattie è di vitale importanza."
Secondo Zhang, le proprietà uniche dei nanomateriali li rendono un'opzione interessante per dispositivi di monitoraggio e trattamento indossabili e impiantabili.
"I dispositivi basati su nanomateriali aprono nuove opportunità con le loro eccellenti caratteristiche, tra cui conduttività, morbidezza, estensibilità e biocompatibilità, che sono necessarie per garantire il comfort dell'utente e un'acquisizione accurata del segnale", ha affermato Zhang, che è anche affiliato all'Academy for Advanced Interdisciplinary dell'Università di Pechino Studi. "Ad esempio, i nanomateriali morbidi ed estensibili consentono un contatto intimamente conforme tra dispositivi e tessuti biologici, consentendo un monitoraggio accurato senza disturbare i comportamenti naturali del corpo umano".
I nanomateriali possono anche essere resi biocompatibili per l'uso come dispositivi impiantabili, come la rete cardiaca, ha affermato Zhang.
"L'utilizzo di nanomateriali bioriassorbibili è un metodo efficace per evitare interventi chirurgici aggiuntivi dopo terapie cardiovascolari a breve termine", ha affermato Zhang, spiegando che alcuni nanomateriali potrebbero essere utilizzati per trattamenti temporanei e la loro capacità di dissolversi consentirebbe ai pazienti di evitare interventi chirurgici di rimozione del dispositivo e i relativi rischi, come infezioni.
Secondo Zhang, nonostante questi recenti progressi nei dispositivi flessibili basati su nanomateriali, ci sono ancora sfide da risolvere per un'ampia applicazione pratica. Uno di questi problemi è una proprietà indesiderabile dei nanomateriali:l'autoaggregazione causata da forti interazioni nei materiali, che porta a una dispersione non uniforme.
"I ricercatori stanno lavorando per affrontare questo problema, ma c'è ancora molta strada da fare per ottenere un'uniformità ripetibile e stabile che possa essere commercializzata", ha affermato Zhang.
Le altre due principali aree di preoccupazione, ha affermato Zhang, sono la biocompatibilità a lungo termine dei nanomateriali e la loro incompatibilità con i processi semiconduttori convenzionali, l'ultimo dei quali limita le dimensioni dei dispositivi basati su nanomateriali.
"Sebbene sia stata verificata la non tossicità a breve termine di molti materiali, la biocompatibilità a lungo termine rimane sospetta", ha affermato Zhang. "E l'incompatibilità con i processi convenzionali dei semiconduttori blocca un'ulteriore miniaturizzazione, che è di grande importanza per la medicina di precisione. I dispositivi flessibili basati su nanomateriali hanno così tante eccellenti proprietà per il monitoraggio e il trattamento delle malattie cardiovascolari, ma c'è ancora molta strada da fare prima che possano essere utilizzato per applicazioni pratiche."
Zhang e il suo team intendono continuare la ricerca di dispositivi flessibili basati su nanomateriali con l'obiettivo di risolvere le sfide identificate per offrire opzioni migliori per la cura delle malattie cardiovascolari. + Esplora ulteriormente
