Bioelettronica
La bioelettronica[1] è un campo di scienza che studia le interazioni e le connessioni tra soggetti biologici ed oggetti elettronici. L'applicazione della tecnologia elettronica alla biologia e alla medicina non è nuova. Esempi sono i pacemakers e l'industria della diagnostica per immagini[2]
Storia
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Il primo studio noto di bioelettronica ebbe luogo nel XVIII secolo quando lo scienziato Luigi Galvani applicò un voltaggio a un paio di cosce di rana staccate. Le gambe si muovevano e egli pubblicò nel 1791 De viribus electricitatis in motu musculari commentarius[3], un opuscolo in cui erano illustrati tutti i processi che portarono alla scoperta dell'elettricità animale. Questa scoperta sta alla base della genesi della bioelettronica.[4] La tecnologia elettronica è stata applicata alla biologia e alla medicina con l'introduzione dell'elettrocardiogramma (ECG), che determinò l'inizio della cardiologia. In seguito è nata la radiologia e la resonanza magnetica (MRI). I dispositivi diventano sempre più piccoli con una bioelettronica in nanoscala con la quale si può produrre una medicina personalizzata a livello molecolare.[2]
Applicazioni
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La bioelettronica si concentra sulla progettazione e lo sviluppo di dispositivi che fanno uso di segnali biologici ed elettrici per monitorare, diagnosticare e trattare una varietà di condizioni mediche.[5] La stimolazione elettrica viene utilizzata per il trattamento di pazienti affetti da epilessia, dolore cronico, morbo di Parkinson, sordità, tremore e cecità.[6][7] Questi dispositivi possono essere impiantati nel corpo umano o utilizzati esternamente per fornire terapie personalizzate e migliorare la qualità della vita dei pazienti o utilizzano sensori elettronici per monitorare e stabilizzare le funzioni del corpo umano.[8] La ricerca in questo campo è finalizzata all'applicazione in terapie che viene chiamata elettroceutica. Ad esempio, un glucometro è un dispositivo portatile che consente ai pazienti diabetici di controllare e misurare i livelli di zucchero nel sangue. Per diabetici esistono anche celle metaboliche impiantabili che regolano l'insulina in modo auto-sufficiente. Un altro esempio è l'uso di biosensori per tracciare agenti patogeni in pazienti infetti.[9]
Inoltre, la bioelettronica può aiutare a ricreare parti mancanti del corpo umano, come gli arti, utilizzando materiali biocompatibili e componenti elettroniche.
Note
modifica- ^ C. Nicolini, From neural chip and engineered biomolecules to bioelectronic devices: An overview, in Biosensors and Bioelectronics, vol. 10, n. 1, 1º gennaio 1995, pp. 105–127, DOI:10.1016/0956-5663(95)96799-5. URL consultato il 19 agosto 2023.
- ^ a b A Framework for BIOELECTRONICS Discovery and Innovation (PDF), su nist.gov.
- ^ Luigi Smithsonian Libraries, Alessandro Volta e J. Zambelli, Aloysii Galvani De viribus electricitatis in motu musculari commentarius, Bononiae : Ex Typographia Instituti Scientiarium, 1791. URL consultato il 24 agosto 2023.
- ^ (EN) Jonathan Rivnay, Róisín M. Owens e George G. Malliaras, The Rise of Organic Bioelectronics, in Chemistry of Materials, vol. 26, n. 1, 14 gennaio 2014, pp. 679–685, DOI:10.1021/cm4022003. URL consultato il 19 agosto 2023.
- ^ (EN) Elsevier, Guide for authors - Biosensors and Bioelectronics - ISSN 0956-5663, su www.elsevier.com. URL consultato il 19 agosto 2023.
- ^ (EN) Daniel T. Simon, Erik O. Gabrielsson e Klas Tybrandt, Organic Bioelectronics: Bridging the Signaling Gap between Biology and Technology, in Chemical Reviews, vol. 116, n. 21, 9 novembre 2016, pp. 13009–13041, DOI:10.1021/acs.chemrev.6b00146. URL consultato il 19 agosto 2023.
- ^ (EN) F.A. Koopman, P.R. Schuurman e M.J. Vervoordeldonk, Vagus nerve stimulation: A new bioelectronics approach to treat rheumatoid arthritis?, in Best Practice & Research Clinical Rheumatology, vol. 28, n. 4, 2014-08, pp. 625–635, DOI:10.1016/j.berh.2014.10.015. URL consultato il 19 agosto 2023.
- ^ Therapy using implanted organic bioelectronics, su ncbi.nlm.nih.gov.
- ^ Ellen Cesewski e Blake N. Johnson, Electrochemical biosensors for pathogen detection, in Biosensors and Bioelectronics, vol. 159, 1º luglio 2020, pp. 112214, DOI:10.1016/j.bios.2020.112214. URL consultato il 22 agosto 2023.
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