Il sudore è un fluido corporeo efficace per analizzare diversi bioanaliti nel corpo senza fare prelievi di sangue. Un sensore di sudore, per dire, può ridurre il fastidio per i pazienti diabetici che devono ripetutamente prelevare sangue. Può essere usato anche in dispositivi indossabili per il monitoraggio quotidiano dell’assistenza sanitaria. Attualmente, però, l’ostacolo maggiore alla diffusione di questi sensori è rappresentato dai nostri stessi tassi di secrezione, irregolari e bassi.
Un team di ricerca guidato dal professor Kilwon Cho del Dipartimento di ingegneria chimica di POSTECH, in Corea, ha recentemente sviluppato un cerotto dermico. Il dispositivo raccoglie rapidamente il sudore evitando prelievi di sangue continui. Come fa? Imitando il principio alla base delle spine dei cactus.
I cactus, che crescono in ambienti aridi, spostano alla base le gocce d’acqua che si formano sulla punta delle spine per sopravvivere. Durante questo processo, le gocce d’acqua fini si muovono a causa della differenza di pressione che agisce all’interno e all’esterno della superficie curva della goccia d’acqua. Un fenomeno chiamato pressione di Laplace.
Evitare prelievi di sangue grazie alla natura
Il cerotto appena sviluppato dal team di ricerca della POSTECH ha applicato lo stesso principio adottato dalle spine dei cactus per raccogliere l’acqua. Gli scienziati sono riusciti nell’intento realizzando modelli di forma a cuneo con superfici superidrofobiche/superidrofile. Con questo sistema, una goccia di sudore sulla superficie a forma di cuneo si sposta spontaneamente verso l’estremità larga, perché la differenza di pressione di Laplace tra le superfici anteriore e posteriore della goccia è massimizzata.
I risultati confermano che questi canali incisi sul cerotto possono raccogliere il sudore in modo rapido e spontaneo indipendentemente dalla loro inclinazione, senza bisogno di forza aggiuntiva. Inoltre, il canale con motivo a cuneo mostra una grande efficienza di raccolta del sudore: trasporta quasi tutte le gocce di sudore nell’area di rilevamento senza lasciare molto all’interno del canale. È molto più veloce dei canali microfluidici convenzionali. È questo che consente al cerotto di monitorare continuamente il sangue senza prelievi.
Le difficoltà nella raccolta del sudore hanno ostacolato il suo utilizzo nei dispositivi sanitari indossabili. Questo cerotto di nuova concezione risolve il problema raccogliendo rapidamente il sudore e facilitandone l’uso in vari dispositivi sanitari indossabili, incluso il monitoraggio della glicemia.
Kilwon Cho, POSTECH
