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Negli ultimi anni la ricerca nel campo dei dispositivi biomedici sta mutando, si osserva una tendenza relativa allo sviluppo e progettazione di dispositivi bioriassorbibili.
I dispositivi bioriassorbibili, come intuibile, sono elementi biocompatibili che vengono bioassorbiti ed eliminati dal corpo umano in maniera non dannosa, e questa caratteristica li rende una valida alternativa ai dispositivi già esistenti.
Ma la vera sfida sta nella progettazione di sistemi impiantabili e bioriassorbibili. in quanto essi permettono di monitorare parametri del corpo umano e poi dissolvendosi, una volta terminato il loro periodo di funzionamento, non necessitano di essere rimossi. In questo modo possono essere ridotti notevolmente i casi di infezione da rimozione chirurgica.
Nonostante l’elevato numero di componenti bioriassorbibili sperimentati in vivo, solamente pochi sistemi bioriassorbibili impiantabili sono stati testati, questo fa capire la grande complessità per la realizzazione degli stessi.
In questo elaborato viene proposto un sensore ottico di pH in silicio poroso (PSi) nanostrutturato. Questo dispositivo è di tipo stand alone, quindi funziona senza bisogno di fonte energetica, e idealmente può essere utilizzato come sensore sottocutaneo, più precisamente interstiziale, per il monitoraggio del pH in zone di interesse.
In prima battuta è stato studiato lo stato dell’arte per quanto riguarda i dispositivi bioriassorbibili. Poi è stata ottimizzata la fabbricazione del core del sensore, in silicio poroso. Successivamente è stato studiato il core in silicio poroso ossidato, ne è stata valutata la durata, in funzione del tipo di ossidazione, in ambienti acquosi in modo da poter simulare le condizioni fisiologiche.
Una volta noto il comportamento dell’ossatura del sensore si è passati alla funzionalizzazione della nanostruttura su wafer tramite deposizione Layer-by-Layer. Più precisamente sono stati depositati polielettroliti (PAH e PMAA), a diversa carica, e marcati con un derivato della fluorescina.
Con il sensore funzionalizzato su wafer sono state effettuate le prime prove in cella di flusso per valutare l’effettivo funzionamento per il sensing, questo sia in buffer che simulando la matrice proteica umana.
Dopo aver dimostrato il funzionamento ci si è concentrati sulle prove di sensing in batch, utilizzando pelle artificiale per simulare l’effettiva condizione di utilizzo. In queste condizioni è stato effettuato sensing sia in buffer che con componente proteica.
Una volta terminate le prove con sensore su wafer, è stato ottimizzato il trasferimento della nanostruttura su un substrato flessibile di PDMS per effettivamente avere il sensore su una struttura in grado di poter essere impiantata.
Con la nanostruttura su PDMS è stata effettuata prima la deposizione polimerica e poi sono state svolte le prove di sensing in batch con pelle artificiale; in questo caso oltre alle prove precedenti è stata effettuata una prova per testare l’efficienza del sensore a diverse concentrazioni ioniche fisiologiche.
Infine, sono stati valutati i risultati ottenuti ed i futuri lavori da eseguire per perfezionare il dispositivo.