Sviluppo, confronto e validazione di sensori impedenziometrici per la crescita cellulare

L’importanza dello sviluppo di tecniche di controllo per i processi cellulari in vitro, come il differenziamento, la crescita e la vitalità cellulare, è in costante crescita negli anni. L’ attenzione posta sulle colture cellulari riflette la necessità di monitorare e analizzare tali parametri legati alle cellule in coltura poiché rappresentano strumenti estremamente versatili nell'ambito della ricerca, offrendo una piattaforma interdisciplinare per lo studio della biologia, chimica, fisica e fisiologia delle cellule, sia sane che malate. La loro analisi accurata fornisce un elemento chiave per l’avanzamento nella comprensione dei meccanismi cellulari e contribuisce significativamente alla progressione delle conoscenze scientifiche in molteplici settori quali, la medicina rigenerativa, lo sviluppo di farmaci all’avanguardia e l’ingegneria tissutale. Ad oggi, le tecniche di monitoraggio includono diversi tipi di saggi quali l’analisi visiva del campione per una stima del numero cellulare, l’analisi chimica di componenti intracellulari o la valutazione del metabolismo cellulare. Queste metodologie di controllo della coltura cellulare sono generalmente dispendiose in termini di tempo e costi e hanno lo svantaggio di danneggiare il campione. A questo proposito, i sensori per il monitoraggio delle colture cellulari basati sull’impedenza, si dimostrano essere uno strumento promettente per superare i limiti dei tradizionali saggi biologici che risultano spesso invasivi; hanno l’obbiettivo infatti fornire un riscontro quantitativo in tempo reale dei processi biologici alla base delle colture. Si evidenzia in letteratura come la ricerca sia sempre più orientata allo sviluppo di interfacce sensoristiche sottili e flessibili che siano compatibili e adattabili alle caratteristiche meccaniche dei campioni biologici in esame. Nello specifico, l’utilizzo di sensori a getto di inchiostro si configura come una soluzione efficace, bilanciando la costo-efficacia di produzione mantenendo una buona risoluzione. La loro idoneità al controllo dinamico e non invasivo delle colture cellulari li rende strumenti promettenti per monitorare processi biologici cruciali come la crescita e il differenziamento cellulare. La valutazione della spettroscopia di impedenza cellula-substrato (ECIS) mediante l’utilizzo di questi sensori offre un approccio quantitativo in tempo reale contribuendo così in modo significativo all’avanzamento della ricerca in quest’ambito. L’integrazione delle tecniche tradizionali e degli avanzamenti tecnologici e sensoristici potrebbe aprire nuove prospettive per una comprensione più approfondita e un controllo ottimizzato dei processi cellulari in vitro.