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Progettato il catetere intelligente per il pancreas artificiale (e non solo)

Un esempio di una interfaccia utente del pancreas artificiale. Credit: UVA Salute

La fabbricazione di transistor sulla superficie curva significa rivolgersi a una terapia migliore del diabete

Transistor trasparenti fabbricati sulle curve di un piccolo tubo in fibra di vetro sta aprendo la strada verso un avanzamento terapeutico per il quasi 10 percento della popolazione americana che ha il diabete.

Il progresso nelle nanotecnologie fatto ricercatori dell’Oregon State University è un passo fondamentale verso un pancreas artificiale: un catetere in grado di rilevare i livelli di zucchero nel sangue e trasmettere le informazioni a una pompa per insulina indossabile e computerizzata.

Il lavoro di Greg Herman e Xiaosong Du del College of Engineering rappresenta anche un passo verso migliori tecniche di diagnostica medica: un’elettronica completamente trasparente che apre la porta alle tecnologie combinate di rilevamento e imaging.

In precedenza Herman e Du avevano fabbricato sensori di glucosio amperometrico su una pellicola polimerica piatta che veniva poi avvolta attorno al tubo del catetere.

Quando testati in un modello animale, tuttavia, i primi dispositivi tendevano a delaminare – i sensori si staccavano dal film, o il film si staccava dal catetere.

I ricercatori hanno affrontato questo problema con la stampa di microcontatti a sensori a base di IGZO-FET – transistor ad effetto di campo in ossido di zinco amorfo indio-gallio – direttamente su tubi di vetro con raggio di 1 millimetro. Tecnologie di modellatura tradizionali come la fotolitografia e la litografia a raggi e-beam si sono rivelati problematici per superfici altamente curve, ma la stampa a microcontatto ha funzionato bene.

“Sfrutta la capacità di un timbro elastomerico di conformarsi a substrati curvi con una distorsione minima del motivo stampato”, ha affermato Herman. “L’adesione della deposizione del film è molto buona, perché dovrebbe essere un filo, è molto più robusto di quello che avevamo prima, e le prestazioni elettroniche sono eccellenti – è lo stesso di quando fabbricato su una superficie piana con metodi non di stampa, abbiamo usato un tubo di vetro in parte per mostrare la trasparenza del dispositivo. ”

I cateteri sono metallici o di plastica, quindi a differenza delle lenti a contatto dotate di sensore su cui Herman ha lavorato, la trasparenza non è necessariamente richiesta.

“Ma l’idea è con un catetere, si potrebbe iniziare a integrare le fibre ottiche le quali hanno i sensori a-IGZO-FET su di loro”, ha detto. “Alcuni tipi di rilevamento necessitano di una risposta ottica per il riscontro, quindi se riusciamo a integrare una risposta ottica con un segnale elettronico, possiamo espandere la misurazione in corso. Il rilevamento degli effetti sul campo può aumentare la funzionalità e il raggio di accertamento dei sistemi di rilevamento ottico”.

Inoltre, il rilevamento dell’effetto di campo trasparente può essere combinato con dispositivi di imaging elettrofisico e neurale e migliorare notevolmente la sensibilità di un endoscopio, un dispositivo inserito nel corpo per fornire una vista interna.

L’aspetto della ricerca del pancreas artificiale è particolarmente significativo per quelli con diabete di tipo 1, noto anche come diabete giovanile. La maggior parte di questi pazienti – sono circa 3 milioni negli Stati Uniti, con 30.000 nuovi casi diagnosticati ogni anno – stanno già indossando una pompa per insulina, quindi l’aggiunta del controller per il glucosio al catetere semplificherebbe le loro vite.

I diabetici di tipo 2 sarebbero invece i candidati migliori per le lenti a contatto dotate di sensore.

 

 

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