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La retina su chip per studiare le malattie degli occhi

La retina su chip per studiare le malattie degli occhi

La nuova tecnologia, che ricrea una complessa parte della retina umana, può aiutare gli scienziati a studiare le patologie degli occhi e lo screening degli effetti collaterali provocati dai farmaci che danneggiano l'occhio.

Lo sviluppo di un retina-on-a-chip, che combina cellule umane viventi con un sistema simile a un tessuto artificiale, è stato descritto nella rivista ad accesso aperto eLife. (1) Questo strumento all'avanguardia può fornire un'utile alternativa ai modelli esistenti per lo studio delle malattie degli occhi e consentire agli scienziati di testare gli effetti dei farmaci sulla retina in modo più efficiente.

Molte malattie che causano la cecità danneggiano la retina, un sottile strato di tessuto nella parte posteriore dell'occhio la cui funzione è quella di aiutare a raccogliere la luce e a trasmettere informazioni visive al cervello. La retina è anche vulnerabile agli effetti collaterali dannosi dei farmaci usati per trattare altre malattie come il cancro. Attualmente, gli scienziati spesso fanno affidamento su animali o organoidi della retina, minuscole strutture simili alla retina coltivate da cellule staminali umane, per studiare le malattie degli occhi e gli effetti collaterali dei farmaci. Tuttavia, i risultati degli studi, condotti su entrambi i modelli, spesso non riescono a descrivere accuratamente le malattie e gli effetti dei farmaci nelle persone. Di conseguenza, un team di scienziati ha cercato di ricreare una retina a scopo di test utilizzando tecniche di ingegneria.

“È estremamente impegnativo, se non quasi impossibile, ricapitolare la complessa architettura tissutale della retina umana utilizzando esclusivamente approcci ingegneristici”, spiega il dottor Christopher Probst, ricercatore post dottorato presso il Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology di Stoccarda, Germania, e coautore principale del presente studio. (2)

Fogli che mutano in qualsiasi forma

Fogli che mutano in qualsiasi forma

La struttura matematica trasforma qualsiasi foglio di materiale in qualsiasi forma usando i tagli di kirigami.

I ricercatori della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) hanno sviluppato un quadro matematico in grado di trasformare qualsiasi foglio di materiale in qualsivoglia forma prescritta, ispirato al kirigami (dal giapponese, kiri, che significa tagliare e kami, che significa carta).

A differenza del suo più noto origami, che utilizza le pieghe per modellare la carta, il kirigami si basa su un modello di tagli in un foglio di carta piatto per cambiare la sua flessibilità e consentirgli di trasformarsi in forme 3D. Gli artisti hanno usato a lungo questa forma d'arte per creare di tutto, dalle carte pop-up a castelli e draghi. La ricerca è pubblicata su Nature Materials. (1)

“Abbiamo chiesto se è possibile scoprire i principi matematici alla base del kirigami e utilizzarli per creare algoritmi che ci consentirebbero di progettare il numero, la dimensione e l'orientamento dei tagli in un foglio piatto in modo che possa trasformarsi in qualsiasi forma”, ha affermato il dottor Lakshminarayanan Mahadevan, (2) professore di matematica applicata, fisica e biologia organica ed evoluzionistica di Valpine, autore senior del documento.

Gary P. T. Choi, (3) uno studente laureato presso la SEAS e primo autore del documento, spiega: “in particolare, se ci viene data una forma generale in due o tre dimensioni, come dovremmo progettare i modelli di taglio in una forma di riferimento in modo da poterla distribuire alla forma finale in un movimento? In questo lavoro, risolviamo quel problema identificando i vincoli che devono essere soddisfatti per ottenere questo modello di taglio, utilizzare un approccio di ottimizzazione numerica per determinare i modelli e quindi verificarlo sperimentalmente.”

Sensori wireless per monitorare la nostra salute

Sensori wireless per monitorare la nostra salute

I sensori che abbracciano la pelle tengono traccia degli indicatori di salute e utilizzano un nuovo tipo di RFID per trasmettere i segnali ai ricevitori agganciati agli indumenti.

Ingegneri di Stanford hanno sviluppato un modo per rilevare segnali fisiologici provenienti dalla pelle con sensori che si attaccano come cerotti e trasmettono letture wireless a un ricevitore attaccato agli indumenti. Per dimostrare questa tecnologia indossabile, i ricercatori hanno attaccato i sensori al polso e all'addome per monitorare il polso e la respirazione della persona, rilevando come la sua pelle si rilassava e si contraeva con ogni battito cardiaco o respiro. Allo stesso modo, gli adesivi sui gomiti e sulle ginocchia della persona tracciavano i movimenti del braccio e delle gambe misurando la contrazione o il rilassamento della pelle ogni volta che il muscolo corrispondente si fletteva.

La dottoressa Zhenan Bao, (1) la professoressa di ingegneria chimica il cui laboratorio ha descritto il sistema in un articolo di Nature Electronics, (2) pensa che questa tecnologia indossabile, battezzata con il nome di BodyNet, sarà prima utilizzata in contesti medici come il monitoraggio di pazienti con disturbi del sonno o condizioni cardiache. Il suo laboratorio sta già cercando di sviluppare nuovi adesivi per rilevare il sudore e altre secrezioni per tenere traccia di variabili come la temperatura corporea e lo stress. Il suo obiettivo finale è quello di creare una serie di sensori wireless che si attacchino alla pelle e lavorino in combinazione con abbigliamento intelligente per tracciare in modo più accurato una più ampia varietà di indicatori di salute rispetto agli smartphone o agli orologi che i consumatori utilizzano oggi.

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