I micro impianti sottocutanei in grado di misurare continuamente glicemia, frequenza cardiaca e altre condizioni fisiologiche di una persona sono il Santo Graal della medicina moderna.
La ricerca ha recentemente fatto un salto di qualità nel rendere questa visione di microsensori e impianti iniettabili più vicina alla realtà.
Un team della NUS, National University of Singapore, ha sviluppato un nuovo lettore wireless così sensibile alle minime modifiche nelle letture di un sensore da consentire la creazione di microsensori sotto il millimetro, abbastanza piccoli da poter essere iniettati sotto la pelle.
Un antico muro sta per crollare
Gli sforzi per miniaturizzare questi microsensori sono stati in gran parte ostacolati da limitazioni tecnologiche. Questi sensori sono troppo piccoli per essere alimentati da una batteria, per questo serve un lettore posizionato negli immediati paraggi. La rilevazione costante di segnali come cambiamenti chimici o di pressione avviene mediante campi magnetici.
Affinché un lettore possa dare un senso ai segnali, il sensore deve essere abbastanza grande da creare un segnale leggibile. Finora, i ricercatori non sono stati in grado di creare microsensori vitali di grandezza inferiore ad 1 millimetro.
La tecnologia wireless altamente sensibile sviluppata dai ricercatori NUS può monitorare gli indicatori di salute come la pressione sanguigna usando microsensori che sono abbastanza piccoli da poter essere iniettati sotto la pelle. (Immagine: NUS)
I microsensori sono realtà
Il team di NUS Electrical and Computer Engineering e NUS Institute for Health Innovation and Technology, guidato dal Professor John Ho ha sviluppato un nuovo modo di misurare il segnale, che rende tre volte più sensibili i lettori dei microsensori.
Il risultato è che sarà possibile leggere dati anche dai microsensori sub-millimetrici. Impianti iniettabili direttamente sotto la pelle senza necessità di interventi chirurgici.
Il team ha sviluppato un prototipo funzionante del lettore in grado di leggere microsensori di 0,9 millimetri di diametro impiantati sotto la pelle con una siringa.
Nei test di laboratorio il lettore è stato in grado di monitorare la frequenza della respirazione e la frequenza cardiaca rilevando i movimenti sottili di microsensori senza batteria.
Il team ha impiegato due anni di ricerca, da febbraio 2017 a gennaio 2019, per sviluppare questi innovativi impianti iniettabili.
Il risultato del team è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature Electronics.
"Speriamo che la nostra svolta sarà l'apripista per un futuro di soluzioni di monitoraggio della salute non invasive. I microsensori permetteranno ai pazienti di essere immediatamente allertati. Un modo per intervenire ogni volta che le loro condizioni fisiologiche come frequenza cardiaca e la glicemia superano una soglia critica", ha affermato il professor Ho.
"Ora che abbiamo dimostrato la fattibilità del nostro lettore, il passo successivo è sviluppare una serie di microsensori passivi (senza batteria). Dispositivi in grado di monitorare vari parametri fisiologici come glucosio, attività bioelettrica e chimica del sangue".
