Un "tatuaggio" in grafene potrebbe aiutare i cuori a mantenere il loro ritmo.

Alcuni tatuaggi fanno davvero battere il cuore.

In topi, un “tatuaggio” di grafene appiccicato al cuore potrebbe curare un battito anormalmente lento. Come un pacemaker futuristico, l'apparecchio ha inviato segnali elettrici che hanno mantenuto il cuore che pompa correttamente, riportano gli scienziati online il 25 marzo su Advanced Materials.

Il dispositivo elettronico è attualmente una prova di concetto, ma una versione per l'uso nei cuori umani potrebbe essere pronta per i test entro cinque anni, stima Igor Efimov, un ingegnere cardiovascolare presso la Northwestern University di Chicago.

Efimov e i suoi colleghi hanno lavorato per anni alla creazione di dispositivi impiantabili che si conformano al corpo. Una delle sfide principali è come unire l'elettronica rigida con tessuti morbidi e talvolta pulsanti. Per la maggior parte dei pacemaker attuali, i medici infilano elettrodi su lunghi fili attraverso una vena all'interno del cuore. Ogni volta che il cuore batte, circa 100.000 volte al giorno, i fili si flettono. Sufficiente flessione, e il dispositivo si rompe alla fine, dice Efimov. Una soluzione è quella di utilizzare materiali ultratransparenti che si muovono insieme ai movimenti del cuore, come la pellicola di plastica che si attacca a gelatina trepidante.

Nel 2021 Efimov ha visto qualcosa che sembrava promettente: una pubblicazione sui dispositivi di grafene applicati sulla pelle come tatuaggi temporanei. A differenza dei componenti metallici spesso utilizzati in elettronica, il grafene è "atomicamente sottile", dice Dmitry Kireev, un ingegnere biomedico presso l'Università del Texas ad Austin che ha sviluppato i tatuaggi di grafene.

Il grafene, uno strato singolo di atomi di carbonio disposti a maglia d'ape, è un materiale interessante per l'uso biomedico, dice Nai-Chang Yeh, un fisico di Caltech che non era coinvolto nel lavoro (SN: 14/03/14). "Il grafene è molto flessibile, biocompatibile, altamente trasparente, altamente conduttivo e meccanicamente resistente", afferma.

Ma Kireev non aveva mai posizionato tatuaggi di grafene sul tessuto cardiaco prima. Efimov lo ha contattato e ha detto: "Vuoi provare? Possiamo aiutare." I ricercatori si sono uniti e hanno testato i dispositivi in esperimenti su cuori di topo e all'interno di ratti vivi. Nei ratti, il tatuaggio al cuore poteva correggere un battito irregolare inviando impulsi di elettricità all'organo, riferisce il team.

I tatuaggi racchiudono uno strato trasparente di grafene tra fogli di silicone elastico e polimero ultratrasparente. Il nastro d'oro connette il grafene ai fili che corrono ad una fonte di alimentazione, che invia elettricità attraverso il dispositivo.

Le future versioni del tatuaggio saranno senza fili, dice Efimov, utilizzando forse una piccola antenna per raccogliere segnali elettrici da un dispositivo esterno posto sul petto di una persona. E un giorno, Efimov immagina elettrodi di grafene delle dimensioni di grani di riso iniettati nel muscolo cardiaco. Tali attrezzature miniaturizzate potrebbero svolgere le funzioni del pacemaker senza i tipici componenti ingombranti.

Tutto questo potrebbe sembrare fantascienza, ma la tecnologia è quasi qui, afferma Efimov. "È il momento di svilupparla".