Pacemaker saranno alimentati da movimenti del corpo

Immagini che mostrano la struttura delle fibre del materiale biologico usato dai ricercatori (credito: DOI: 10.1038/s41467-021-22895-6 | Nature Communications)

Potrebbe essere un particolare materiale biologico, definito come “nuovo e molto forte”, che assomiglia al collagene e che non è assolutamente tossico, la base per nuovi dispositivi da impiantare nel corpo che permetteranno a questi ultimi di essere alimentati tramite il movimento del corpo stesso e dunque non da fonti esterne, caratteristica che faciliterebbe non di poco l’utilizzo di questi impianti da parte dei pazienti.
Lo spiega un comunicato apparso sul sito dell’Università di Tel Aviv che parla di generazione di corrente elettrica all’interno dei nostri corpi tramite lo sfruttamento di movimenti, anche piccoli, di organi o parti del corpo varie.[1]
Se ne parla in dettaglio anche in uno studio apparso su Nature Communications.[2]

Che cos’è il collagene

Il materiale sarà molto simile al collagene. Quest’ultima è una delle proteine più presenti nei nostri corpi e da una struttura particolare, di forma elicoidale, nonché varie importanti caratteristiche tra cui una notevole resistenza meccanica e, soprattutto, la flessibilità. Le molecole che compongono il collagene, tuttavia, come fa notare Ehud Gazit, uno dei ricercatori che sta partecipando a questo progetto, è caratterizzato anche da molecole molto complesse, difficili da riprodurre il laboratorio.
Il team di Gazit è riuscito però a sviluppare un nuovo materiale biologico utilizzando complessi strumenti nanotecnologici proprio per soddisfare questi requisiti e assomigliare quanto più possibile al collagene.

Il nuovo materiale è flessibile ma molto forte

“È un tripeptide – una molecola molto corta chiamata Hyp-Phe-Phe costituita da soli tre amminoacidi – capace di un semplice processo di autoassemblaggio di formare una struttura elicoidale simile al collagene che è flessibile e vanta una forza simile a quella di il titanio metallico. Nel presente studio, abbiamo cercato di esaminare se il nuovo materiale che abbiamo sviluppato ha un’altra caratteristica che caratterizza il collagene: la piezoelettricità”, spiega Gazit.
Sfruttando la piezoelettricità, infatti, è possibile generare energia elettrica tramite la forza meccanica (o viceversa).
I primi esperimenti mostrano che questo materiale effettivamente è capace di generare una corrente elettrica con relativa tensione a seguito di pressione. Inoltre il livello di capacità piezoelettrica è molto alto, superiore a quello di altri materiali piezoelettrici conosciuti.

Materiale nanometrico e atossico, adatto per dispositivi intracorporei

Considerando che si parla di un materiale nanometrico, si spera che con esso si potranno creare dispositivi molto piccoli, adatti proprio per essere impiantati nel corpo. Inoltre lo stesso materiale è del tutto biologico e quindi adatto per essere utilizzato nel corpo umano dato che non è tossico.
Un pacemaker fatto con questo materiale potrebbe anche fare a meno di una batteria in quanto potrebbe sfruttare uno dei tanti movimenti che avvengono regolarmente nel corpo, come i battiti del cuore, i movimenti intestinali, i movimenti della mascella, eccetera. Ogni singolo movimento contribuirà alla carica del pacemaker.
Ma prima di arrivare a questo i ricercatori vogliono capire più approfonditamente i complessi meccanismi molecolari di questo materiale anche per comprendere appieno e davvero il suo potenziale.

Note e approfondimenti

  1. Molecular engineering of piezoelectricity in collagen-mimicking peptide assemblies | Nature Communications (IA) (DOI: 10.1038/s41467-021-22895-6)

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