Un nuovo metodo di stampa 3D per migliorare le interfacce neurali
Un gruppo di ricerca dell’Università Nazionale di Pusan ha sviluppato un processo innovativo per la realizzazione di interfacce neurali. La tecnica, chiamata microelettrotermoformatura (μmETF), permette di produrre elettrodi flessibili con microstrutture tridimensionali, progettati per adattarsi meglio ai tessuti neuronali. Questo approccio potrebbe avere applicazioni nel campo degli impianti retinici artificiali e delle interfacce cervello-computer.
Limiti delle tecnologie attuali e nuove soluzioni
Per monitorare e stimolare l’attività neuronale, si utilizzano i microelettrodi array (MEA), strumenti fondamentali nelle neuroscienze e nelle applicazioni mediche avanzate. Tuttavia, i MEA convenzionali sono piatti, una caratteristica che ne limita l’adattabilità ai tessuti biologici, che presentano superfici curve e irregolari.
Le tecniche tradizionali per realizzare elettrodi tridimensionali richiedono processi di produzione complessi, con più fasi di lavorazione che possono limitare la flessibilità nella progettazione. La μmETF introduce un approccio più semplice ed efficace, ispirato a un principio comune nella lavorazione delle materie plastiche.
Dalla termoformatura alla microstruttura degli elettrodi
Il processo si basa sul principio della termoformatura, una tecnica utilizzata per modellare le pellicole plastiche. Joonsoo Jeong, professore associato e autore dello studio, ha spiegato l’origine dell’idea:
“L’ispirazione è venuta osservando i coperchi in plastica delle tazze da caffè d’asporto. Mi sono reso conto che lo stesso metodo di stampaggio poteva essere applicato su scala microscopica per creare strutture tridimensionali negli elettrodi neurali.”
La procedura prevede il riscaldamento di una sottile pellicola polimerica, sulla quale sono integrati i microelettrodi, e la successiva pressione su uno stampo realizzato con stampa 3D. Il polimero utilizzato è il liquid crystal polymer (LCP), scelto per la sua stabilità meccanica e biocompatibilità. Questo metodo permette di ottenere microstrutture precise, che garantiscono un miglior contatto tra elettrodo e neuroni senza alterare le proprietà elettriche.
Applicazioni future e nuove prospettive
Kyungsik Eom, professore associato del team di ricerca, ha spiegato i vantaggi dell’approccio:
“Le strutture tridimensionali avvicinano gli elettrodi ai neuroni bersaglio, rendendo la stimolazione più efficace e precisa.”
Oltre agli impianti retinici, questa tecnologia potrebbe essere utilizzata per sviluppare dispositivi neurali impiantabili, come interfacce per il cervello, il midollo spinale e l’orecchio interno. Il metodo μmETF potrebbe inoltre migliorare le interfacce cervello-computer, dispositivi che consentono il controllo di protesi e sistemi di assistenza tramite segnali neurali.
I ricercatori stanno valutando anche applicazioni in altri settori, tra cui i dispositivi elettronici indossabili e i sistemi microfluidici, esplorando possibili sviluppi nel campo della produzione su larga scala per applicazioni mediche avanzate.
