Sensori stampati per il monitoraggio di colture cellulari: applicazioni ed esempi di caratterizzazione

Il largo utilizzo della tecnica delle colture cellulari in vari ambiti di ricerca, tra cui lo studio di patologie, lo screening di farmaci, la medicina rigenerativa, ha portato alla luce la necessità di sviluppare nuovi metodi per il monitoraggio della crescita cellulare. Tra questi, l’elettronica stampata rappresenta un metodo innovativo, con buone prospettive di prestazione e a basso costo, per la produzione di sensori utili a questa applicazione e realizzati con materiali che cercano di migliorarne la biocompatibilità. In questo lavoro, dopo aver introdotto la spettroscopia elettrochimica di impedenza (ECIS) come tecnica per il monitoraggio cellulare e aver riportato degli esempi di lavori di ricerca in cui essa è stata utilizzata, viene presentata una descrizione del sistema di misura ECIS e degli elettrodi interdigitati, illustrando i materiali utilizzati, le geometrie e le principali tecniche di stampa, e infine vengono riportati i protocolli di caratterizzazione di tali sensori ECIS. Alla prima parte di bibliografia ne segue una seconda sperimentale in cui si espongono i metodi e i risultati di misure ECIS effettuate su circuiti equivalenti, formati da resistenze e capacità, che possono simulare il comportamento degli elettrodi a contatto con le colture cellulari, e i dati di misure ECIS effettuate sui sensori stampati a contatto con soluzioni di PBS con sale diluita. Infine, vengono riportati i metodi e i risultati relativi a due esempi applicativi di misure ECIS: il monitoraggio di soluzioni con concentrazioni ioniche diverse, realizzato utilizzando soluzioni di PBS e PBS con sale, e il monitoraggio di adesione di uno strato cellulare simulato con l’impiego di gelatina.