I nuovi elettrodi tatuabili sul corpo con inchiostri biocompatibili

Gli elettrodi utilizzabili per elettrocardiogrammi e altri test diagnostici vengono realizzati con  una stampante a getto di inchiostro e possono monitorare i pazienti per lunghi periodi di tempo

Il team di ricerca del centro IIT di Pontedera guidato da Francesco Greco, ora Assistant Professor all’University of Technology di Graz (Austria) e in collaborazione con Virgilio  Mattoli, insieme al gruppo di ricerca dell’Università degli Studi di Milano coordinata da Paolo  Cavallari e al team di Christian Cipriani della Scuola Superiore S.Anna di Pisa, hanno implementato  la tecnica attraverso la quale è possibile stampare elettrodi direttamente sulla carta dei tatuaggi  trasferibili, mediante  stampante a getto di inchiostro che utilizza inchiostri in grado di condurre  l’elettricità, organici e compatibili con la pelle.

Lo studio, pubblicato sulla rivista internazionale Advanced Science, permette di compiere grandi passi avanti in diverse tecniche di elettrofisiologia usate frequentemente come l’elettromiografia e  l’elettrocardiografia. In particolare, unendo l’idea di Francesco Greco di usare la tecnica dei tatuaggi trasferibili per  applicare gli elettrodi sulla pelle, all’esperienza nel campo bioingeneristico di Christian Cipriani e  all’approccio medico di Paolo Cavallari, sono stati realizzati nuovi sensori ancora più sottili e leggeri  in cui connessioni e interconnessioni esterne sono integrate direttamente nel tattoo.
I nuovi elettrodi sono flessibili, in grado di aderire alla pelle conformandosi alle sue rugosità e  realizzabili nella forma che meglio si adatta alle asperità dell’area del corpo dove devono essere  applicati per poter rilevare con miglior precisione il segnale elettrico di interesse, potendo essere  applicati anche in parti del corpo un tempo impensabili, ad esempio sul volto.

Si tratta di sensori asciutti, che riescono a trasmettere correttamente il segnale elettrico per 3 giorni,  a differenza dei normali elettrodi che necessitano di un gel per interfacciarsi con la pelle e che  mantengono la loro efficienza al massimo per 8 ore prima di asciugarsi. Al termine dell’utilizzo i  nuovi sensori vengono lavati via con acqua e sapone, proprio come i comuni tatuaggi temporanei.
Inoltre,  i  nuovi  sensori  rappresentano  il  primo  caso  di  elettrodi  perforabili  funzionanti.  La  tecnologia  sviluppata  infatti,  consente  a  peli  e  capelli  di  crescere  attraverso  la  superficie  dell’elettrodo, un aspetto molto importante per attuare elettroencefalogrammi accurati per lungo
tempo.  Spesso  la  crescita  dei  capelli  dei  pazienti  sposta  l’elettrodo  rendendo  imprecisa  la  misurazione.  “Il campo della cosidetta “epidermal electronics”, ossia i dispositivi elettronici da indossare a diretto  contatto con la pelle, é un campo di ricerca in fortissima espansione. I nostri elettrodi a tatuaggio,  grazie  alla  scelta  dei  materiali  e  al  processo  di  stampa  usato,  rappresentano  uno  sviluppo  interessante anche perché low‐cost e facili da applicare e utilizzare” chiosa Francesco Greco.

“Varie  aziende biomedicali europee hanno mostrato il loro interesse e stiamo attualmente lavorando con  loro per far divenire i nostri tattoos dei veri e propri prodotti, disponibili sul mercato”.  “Il nostro obiettivo per il futuro – racconta Laura Ferrari, prima autrice del paper – è continuare a  fare ricerca per realizzare elettrodi tatuabili wireless con transistor integrati, per avere recezione  e amplificazione del segnale nello stesso dispositivo”. 

“Con i nuovi elettrodi potremo registrare segnali elettrofisiologici sulla pelle dei pazienti e degli  atleti per lunghi periodi e senza intralciare o impedire le normali attività – chiosa Paolo Cavallari –  e nel caso di pazienti che devono sottoporsi spesso a questo tipo di esami o essere monitorati in  maniera continuativa, crediamo sia un bel vantaggio.”  “Inoltre crediamo – conclude Christian Cipriani, neo‐Direttore dell’Istituto di BioRobotica della  Scuola  Superiore  Sant’Anna  –  che  queste  collaborazioni  e  complementarità  scientifiche  tra Università e IIT dimostrino, ancora una volta, l’importanza strategica della presenza dei Centri IIT  sul territorio nazionale, in stretto contatto e sinergia con le Università”.

Immagini disponibili su  ‐ dettagli degli elettrodi tatuabili da applicare  sulla pelle

Pisa, 14 marzo 2018