Sensori biodegradabili per il monitoraggio di parametri e biomarcatori nel corpo umano: analisi della letteratura sulle tecnologie emergenti

Biodegradable sensors are of great interest for the continuous and real-time health monitoring of physiological parameters and biomarkers of the human body because they avoid the complications of surgical removal of implanted devices, mitigate the problem of electronic waste disposal and improve the quality of the life allowing personalized health management. The research involves electronics and the development of bioabsorbable and bioinert materials, such as natural and synthetic biodegradable polymers and hydrolysable metals, which act as substrates, encapsulation layers, dielectric layers, circuits, interconnections and electrodes. Furthermore, the transduction modalities of physical pressure and strain sensors, such as piezoresistive, piezocapacitive, piezoelectric and triboelectric, are investigated. The power supply and wireless data transmission are also studied to allow stable and properly operational functionality of biodegradable devices.

I sensori biodegradabili sono di grande interesse per il monitoraggio della salute continuo e in tempo reale dei parametri fisiologici e dei biomarcatori del corpo umano perché evitano le complicazioni dovute rimozione chirurgica dei dispositivi impiantati, attenuano il problema dello smaltimento dei rifiuti elettronici e migliorano la qualità della vita permettendo una gestione della salute personalizzata. La ricerca coinvolge l’elettronica e lo sviluppo di materiali bioriassorbibili e bioinerti, quali per esempio polimeri biodegradabili naturali e sintetici e metalli idrolizzabili, che fungano da substrati, strati di incapsulamento, strati dielettrici, circuiti, interconnessioni ed elettrodi. Inoltre, vengono indagate le modalità di trasduzione dei sensori fisici di pressione e di deformazione, quali piezoresistivo, piezocapacitivo, piezoelettrico e triboelettrico. Sono studiate anche l’alimentazione elettrica e la trasmissione dei dati wireless che permettano un funzionamento stabile e correttamente operativo dei dispositivi biodegradabili.