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ANALOG BIOZ AFES lisi dei tessuti biologici. Quest’ultima è nota anche come spettrometria a bioimpedenza e descrive la risposta di un organismo vivente, o di una sua parte, a una corrente elettrica applicata esternamente (Fig. 1). Nell’ultimo decennio, la spettroscopia a bioimpedenza è diventata popolare in alcune applicazioni tradiziona- li come l’analisi della composizione del corpo umano, la misurazione dell’idratazione, la risposta galvanica della pelle (Galvanic Skin Response, GSR) o l’attività elettro- dermica (Electrodermal Activity, EDA). A ciò si aggiunge una nuova serie di tecniche innovative emergenti che ap- plicano i concetti di bioimpedenza alla farmacodinamica. Una linea di ricerca promettente in quest’ultimo ambito è legata all’analisi della somministrazione di farmaci. Un uso notevole della spettroscopia a bioimpedenza nel campo della farmacodinamica è il monitoraggio non in- vasivo in tempo reale della biodisponibilità dei farmaci a seguito di somministrazione transdermica.[1] Cos’è la somministrazione transdermica o TMD? La somministrazione transdermica (Transdermal Me- dicine Delivery, TMD) è un metodo di somministrazio- ne di farmaci mediante l’applicazione di una miscela di medicinali attraverso la pelle integra. Questo metodo presenta molti vantaggi rispetto alle altre vie conven- zionali di somministrazione. Non è invasivo, è indolore e sistemico, ed evita tutti i problemi legati alle punture mediante ago o alle biopsie più invasive che richiedono l’anestesia locale. La TMD applica una pressione negativa parziale a una porzione ampia e sana della superficie cu- tanea, interrompendo la giunzione epidermico-dermica e formando una vescica che si riempie progressivamente di liquido interstiziale e siero. Il farmaco penetra nei vari strati dell’epidermide attraversando lo stratum corneum , lo strato più esterno della pelle, e raggiunge i tessuti in- terni senza accumularsi in nessuno degli strati inter- medi. L’assorbimento sistemico avviene una volta che il farmaco raggiunge lo strato dermico interno, rendendolo disponibile attraverso la microcircolazione dermica tra- mite i vasi sanguigni. I metodi topici e TMD presenta- no alcuni vantaggi rispetto alle vie di somministrazione sistemiche. Questi metodi offrono profili di rilascio del farmaco più progressivi e uniformi, che riducono il ri- schio di effetti collaterali tossici evitando i picchi di con- centrazione del farmaco. Infine, in alcune applicazioni di somministrazione topica, questa tecnica permette di ri- durre al minimo l’assorbimento sistemico, concentrando l’azione nel sito di somministrazione. I principi fisici utilizzati per consentire la permeazione cutanea e facilitare il trasporto del composto farma- cologico attraverso la pelle nella TMD sono molteplici: potenziatori chimici, diffusione, assorbimento, energia termica, energia vibrazionale (ultrasuoni), forza elet- trostatica (elettroforesi) o campo elettrico (ionoforesi) e persino energia a radiofrequenza. La ionoforesi utilizza gli ultrasuoni per trasportare i trattamenti topici dallo strato corneo all’epidermide e al derma. D’altra parte, la ionoforesi e l’elettroporazione rendono la pelle perme- abile ai farmaci, sfruttando campi elettrici pulsati che aprono i pori nelle membrane cellulari utilizzando ri- spettivamente bassa e alta tensione. Tutte queste tecniche consentono di somministrare vari farmaci senza danneggiare i tessuti biologici. Alcune di esse sono state standardizzate nelle applicazioni clini- che quotidiane con trattamenti come cerotti e sistemi di somministrazione a ultrasuoni per la terapia ormonale, la contraccezione o gli analgesici oppiacei, mentre altre hanno dimostrato la loro efficacia solo in studi di labora- torio. Oggi più che mai, la ricerca medica si sta concen- trando sullo sviluppo di semplici sistemi senza aghi per la vaccinazione. Poiché l’impedenziometria è un metodo non invasivo per rilevare la quantità di farmaco somministrato, si abbina perfettamente alla tecnica TMD non invasiva. Questo a differenza dei metodi tradizionali, che richiedono aghi o tecniche di analisi più invasive. L’analisi della bioimpedenza applicata alla TMD offre ai ricercatori medici un’ampia gamma di strategie di inda- gine, tra cui il monitoraggio della somministrazione di insulina nei pazienti diabetici.[2] Impedenze coinvolte nella misurazione EIS La corretta interpretazione della misura elettrica ap- plicata al corpo umano deve passare attraverso la mo- dellazione elettrica delle sue varie sezioni. Calandosi in profondità fino all’elemento base di ogni modello, è necessario definire la resistenza di un tessuto biologico. Questo tessuto può essere considerato in prima appros- simazione come un elettrolita a strati, contenente cellu- le fittamente disposte, che può essere caratterizzato da fenomeni di conducibilità ionica e di rilassamento die- lettrico. Questo perché il meccanismo della conducibi- lità elettrica nel corpo coinvolge gli ioni come portatori di carica. Diverse caratterizzazioni mostrano che l’appli- cazione di una corrente continua al corpo umano scorre attraverso i fluidi extracellulari (ExtraCellular Fluids, o ECF). Se il contenuto spettrale della corrente è arricchi- to da componenti ad alta frequenza, la corrente scorrerà sia attraverso l’ECF che attraverso il fluido intracellulare (IntraCellular Fluid, o ICF). Pertanto, in prima approssimazione, il circuito elettro- nico che emula il comportamento del corpo umano può ELETTRONICA OGGI 517 - APRILE 2024 28