Dispositivo wireless ultrasottile si attacca alle ossa e le monitora per un’ortopedica personalizzata

Il dispositivo creato dai ricercatori è molto sottile e si conforma alla curvatura naturale delle ossa (credito: Gutruf Lab, University of Arizona)

Un dispositivo che funziona senza fili e che serve per monitorare la salute delle ossa onde proteggerle è stato sviluppato da un team di scienziati dell’Università dell’Arizona. Lo stesso dispositivo viene descritto in uno studio pubblicato su Nature Communications.

Dispositivi ossei wireless

David Margolis, assistente professore di chirurgia ortopedica, uno degli autori dello studio, spiega di essere entusiasta nell’avere l’opportunità di fornire alle persone cure ortopediche personalizzate tramite l’elettronica ossea. L’obiettivo finale, in ogni caso, è sempre accelerare la riabilitazione e riportare le stesse ossa alle funzioni normali dopo le lesioni di tipo traumatico.
I dispositivi ossei wireless rappresentano una nuova tecnologia. Non sono stati ancora approvati per l’utilizzo normale sull’essere umano ma hanno un potenziale enorme, soprattutto in termini di monitoraggio della salute ossia.

Monitorare la salute dei muscoli scheletrici è importante

Come spiegano Philipp Gutruf, professore di ingegneria medica ed altro autore dello studio, e Craig M. Berge, ricercatore del College of Engineering dell’università americana, monitorare la salute dei muscoli scheletrici è molto importante considerando che le fratture causate dalla fragilità delle ossa possono portare a malattie come l’osteoporosi che non solo sono molto diffuse ma sono una delle cause principali di degenza ospedaliera in molte popolazioni di individui.
I muscoli sono molto vicini alle ossa: ciò vuol dire che innestare un dispositivo tra questi due elementi del corpo può rappresentare un pericolo in quanto i tessuti circostanti possono irritarsi oppure il dispositivo stesso può facilmente staccarsi.

Dispositivo è molto sottile

In questo caso il dispositivo è molto sottile: è spesso quanto un foglio di carta. Questo significa che può letteralmente conformarsi alle curvature naturali delle ossa. Inoltre si tratta di un dispositivo wireless che non ha bisogno di una batteria. La potenza necessaria arriva tramite la tecnologia Near Field Communication, la stessa che si usa in molti smartphone per eseguire pagamenti.

Sostanza adesiva particolare a base di calcio

Infine c’è un altro problema: gli strati esterni delle ossa tendono a rinnovarsi e a staccarsi, proprio come fa la pelle. Non si può quindi usare un adesivo ” classico”. In questo caso i ricercatori hanno creato un nuovo tipo di sostanza adesiva con particelle di calcio e con una struttura atomica simile a quella delle cellule ossee. In questo modo il dispositivo si fissa sulla superficie delle ossa, come se fosse parte di esso. Si forma un legame permanente con l’osso e il monitoraggio può avvenire senza problemi per periodi anche lunghi di tempo, come fa notare Gutruf.

Note e approfondimenti

  1. UArizona Researchers Develop Ultra-Thin ‘Computer on the Bone’ | University of Arizona News (IA)
  2. Osseosurface electronics—thin, wireless, battery-free and multimodal musculoskeletal biointerfaces | Nature Communications (IA) (DOI: 10.1038/s41467-021-27003-2)

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