Fabrication of microsensors for impedance spectroscopy measurements on spheroids

Gli sferoidi multicellulari tridimensionali sono sempre più utilizzati come modelli in vitro per lo screening farmacologico e la medicina personalizzata. Tuttavia, sono ancora limitati i metodi scalabili che consentano il monitoraggio continuo e senza marcatori di tali modelli. Sebbene la microscopia ottica fornisca informazioni strutturali dettagliate, la spettroscopia di impedenza rappresenta una promettente alternativa non invasiva per la caratterizzazione elettrica in tempo reale. In questa tesi è stata progettata, microfabbricata e caratterizzata una piattaforma di microsensori bioelettronici finalizzata al futuro monitoraggio degli sferoidi mediante spettroscopia di impedenza. Il dispositivo integra matrici di microelettrodi con un supporto in idrogel a base di PEGDA, contenente micropozzetti a piramide rovesciata, progettati per confinare spazialmente la crescita degli sferoidi. Grazie alla sua geometria e alla conducibilità elettrica inferiore rispetto al mezzo di coltura circostante, l'idrogel è progettato per convogliare la corrente elettrica attraverso gli sferoidi, aumentando così la sensibilità delle misure. I dispositivi realizzati sono stati caratterizzati dal punto di vista strutturale ed elettrico, dimostrando riproducibilità della microfabbricazione, stabilità delle prestazioni elettriche e compatibilità con le condizioni di coltura cellulare. Sebbene la validazione con sferoidi vitali rappresenti un’attività futura, la piattaforma sviluppata costituisce una solida base tecnologica per il monitoraggio in tempo reale della crescita degli sferoidi e delle variazioni indotte dai trattamenti farmacologici mediante spettroscopia di impedenza, consentendo in futuro un confronto diretto con le consolidate tecniche di microscopia ottica.