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Jun 30, 2023

Elettrodi per tatuaggio da un inchiostro

Researchers at TU Graz present tattoo electrodes from the

I ricercatori della TU Graz presentano gli elettrodi per tatuaggi della stampante, che sono particolarmente interessanti per la diagnostica medica a lungo termine

Università della Tecnologia di Graz

immagine: Questo è Francesco Greco, ricercatore della TU Graz in Austria, con un elettrodo per tatuaggio temporaneo.vedere di più

Credito: Lunghammer - TU Graz

Nel caso di metodi diagnostici come l'elettrocardiogramma (ECG) e l'elettromiografia (EMG), gli elettrodi gel sono il metodo preferito per trasmettere gli impulsi elettrici dal cuore o dal muscolo. Nella pratica clinica gli elettrodi, spesso rigidi e ingombranti, limitano notevolmente la mobilità dei pazienti e non sono molto comodi. Poiché il gel sugli elettrodi si asciuga dopo breve tempo, le possibilità di effettuare misurazioni per un periodo più lungo con questo tipo di elettrodi sono limitate.

Insieme ai ricercatori dell'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) Pontedera, dell'Università degli Studi di Milano e della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa, Francesco Greco dell'Istituto di Fisica dello Stato Solido della TU Graz presenta un nuovo metodo di scienza avanzata che aumenta la trasmissione degli impulsi elettrici dall'uomo alla macchina al livello successivo utilizzando elettrodi per tatuaggio stampati.

Elettrodi per tatuaggio stampati per la diagnostica a lungo termine

Nel metodo presentato, i polimeri conduttori vengono stampati su carta per tatuaggi temporanei commerciale, producendo così disposizioni di elettrodi singoli o multipli. I collegamenti esterni necessari per la trasmissione dei segnali sono integrati direttamente nel tatuaggio. Gli elettrodi del tatuaggio vengono quindi applicati sulla pelle come immagini di trasferimento temporanee e difficilmente possono essere percepiti da chi li indossa. Grazie alla loro estrema sottigliezza, inferiore a un micrometro, gli elettrodi si adattano perfettamente alle irregolarità della pelle umana e possono essere applicati anche su parti del corpo dove gli elettrodi tradizionali non sono adatti, ad esempio sul viso. Francesco Greco, scienziato dei materiali presso l'Istituto di Fisica dello Stato Solido della TU Graz spiega: "Con questo metodo siamo riusciti a fare un grande passo avanti nell'ulteriore sviluppo dell'elettronica epidermica. Siamo sulla strada diretta per realizzare un sistema estremamente economico e semplice come nonché un sistema applicabile versatile che ha un enorme potenziale di mercato." Esiste già un interesse concreto da parte delle aziende biomediche internazionali per lo sviluppo condiviso di prodotti commerciabili, riferisce Greco.

Personalizzazione dell'elettronica epidermica

Un'altra caratteristica degli elettrodi per tatuaggio realizzati con la stampante è che anche una perforazione del tatuaggio, ad esempio dovuta alla crescita di un capello, non compromette la conduttività dell'elettrodo e la trasmissione del segnale. Ciò è particolarmente rilevante nel caso di applicazioni a lungo termine perché la crescita dei capelli porta a imprecisioni nei risultati utilizzando i metodi di misurazione tradizionali. Nei test del gruppo di ricerca italo-austriaco sono state sperimentate trasmissioni impeccabili fino a tre giorni. Ciò, spiega Greco, facilita la misurazione dei segnali elettrofisiologici di pazienti e atleti per un periodo più lungo senza limitare o influenzare le loro normali attività. Con la stampante è possibile produrre anche elettrodi di diverse dimensioni e disposizioni e adattarli individualmente alla rispettiva parte del corpo su cui deve essere effettuata la misurazione.

Greco descrive così l'obiettivo finale della ricerca: "Stiamo lavorando allo sviluppo di elettrodi per tatuaggio wireless con transistor integrato che permetterebbero sia di inviare che di ricevere segnali. Con questo metodo non solo potremmo misurare gli impulsi, ma potremmo stimolano anche le regioni del corpo in modo mirato."

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Francesco Greco dell'Istituto di Fisica dello Stato Solido della TU Graz sta lavorando su questo tema di ricerca con il team formato da Paolo Cavallari, professore di fisiologia umana all'Università degli Studi di Milano, e dal professor Christian Cipriani, direttore dell'Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant' Anna di Pisa, e anche con il suo ex gruppo di ricerca presso l'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) Pontedera.