Transistor Elettrochimici Organici per Biosensori Flessibili in Ambito Medico

Negli ultimi decenni, la bioelettronica organica si è affermata come un settore in rapida crescita, grazie alla capacità dei materiali conduttivi organici di fungere da interfacce efficaci tra sistemi biologici ed elettronici. Tra i dispositivi più promettenti in questo ambito figurano i transistor elettrochimici organici (OECT), caratterizzati da conduzione mista ionica ed elettronica, elevata biocompatibilità e possibilità di realizzazione su substrati flessibili. Queste proprietà li rendono particolarmente adatti per applicazioni biomediche, dove è richiesta l’interazione diretta con ambienti acquosi e tessuti molli. La presente tesi analizza il funzionamento degli OECT, descrivendone l’architettura, i principi di modulazione della conduttività del canale e i materiali più utilizzati per la loro realizzazione, con particolare attenzione ai polimeri conduttivi come il PEDOT:PSS. Vengono discusse le strategie di sensing basate sulla funzionalizzazione del canale, del gate e dell’elettrolita, utilizzate per la rilevazione di biomarcatori, metaboliti e segnali elettrofisiologici. Il focus finale è dedicato all’impiego degli OECT come biosensori flessibili: dai dispositivi indossabili per l’analisi non invasiva di biofluidi e registrazioni elettrofisiologiche, ai sistemi impiantabili per il monitoraggio in vivo dell’attività neurale e cardiaca, fino ai test portatili per la diagnosi rapida, come la rilevazione di metaboliti o anticorpi specifici, inclusi quelli contro SARS-CoV-2. Dall’analisi svolta emerge come gli OECT rappresentino un vero cambio di paradigma nella bioelettronica organica. Le caratteristiche che contraddistinguono questi transistor permettono, infatti, lo sviluppo di una nuova generazione di dispositivi biomedici volti a rivoluzionare il sistema sanitario, in termini di costi e tempi ridotti, una minore pressione ospedaliera, e un’assistenza più capillare e accessibile.