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Texas: i bioingegneri sono riusciti a controllare i livelli degli zuccheri nel sangue dal sudore della pelle

124696_webI ricercatori dell’Università del Texas a Dallas sono riusciti a sviluppare un dispositivo indossabile in grado di monitorare il livello di glucosio di un individuo tramite il sudore sulla pelle.

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In uno studio recentemente pubblicato online sulla rivista Sensors and Actuators B: Chemical: il Dr. Shalini Prasad, professore di bioingegneria nel nella Facoltà di Ingegneria e Scienza dell’Informazione Erik Jonsson , e i suoi co-autori hanno dimostrato le capacità di un biosensore progettato in modo affidabile di rilevare e quantificare il glucosio nel sudore umano.

La squadra ha già dimostrato che la loro tecnologia in grado di rilevare il cortisolo nel sudore.

Ma per i diabetici e le persone a rischio per il diabete, l’auto-monitoraggio della glicemia, ovvero delo zucchero nel sangue, è una parte importante della gestione delle loro condizioni.

“I tracker fitness che controllano la frequenza cardiaca e conteggio dei passi sono molto popolari, ma i biosensori indossabili, non invasivi potrebbero essere estremamente vantaggiosi per la gestione delle malattie”, ha detto Prasad.

Il tipico uso domestico dei glucometri richiede all’utente di ottenere un piccolo campione di sangue, generalmente attraverso la puntura dal dito e spesso più volte al giorno. Tuttavia, il sensore tessile dell’UT di Dallas rileva glucosio nel piccola quantità di sudore sulla pelle di una persona.

“Nel nostro sensore, il meccanismo usa la stessa chimica ed reazione enzimatica che sono incorporate nelle strisce per i test del glucosio nel sangue”, ha detto Prasad. “Ma nel nostro disegno, abbiamo dovuto tenere conto del basso volume di sudore ambientale che sarebbe presente in parti come: sotto un orologio da polso, o sotto una patch che si trova vicino alla pelle.”

Prasad ha detto che i ricercatori che lavorano utilizzando un processo chiamato ionoforesi, che invia una corrente elettrica attraverso la pelle per generare abbastanza traspirazione nel corso degli esperimenti di rilevamento. Tuttavia, poiché questo metodo può portare a eruzioni cutanee e ustioni sulla pelle, la squadra ha cercato un’alternativa che funzionasse con piccole quantità di sudore.

Il design lavora con volumi di sudore di meno di un microlitro, che è la quantità approssimativa di liquido che si adatterebbe in un cubo delle dimensioni di un cristallo di sale.

La tecnologia fornisce anche una risposta in tempo reale in forma di lettura digitale.

Le strisce per la misurazione della glicemia tipici contengono anche una molecola che in ultima analisi, amplifica il segnale dalle reazioni chimiche sulla striscia sufficiente a registrarsi elettronicamente su un dispositivo di monitoraggio. Ma se usato in un dispositivo che viene indossato sulla pelle, queste molecole possono essere irritanti, Prasad detto, che ha la cosa rappresentava un’altra sfida.

Per garantire che una tale piccola quantità di sudore generasse un segnale sufficientemente forte, Prasad e Munje hanno modificato la topografia della superficie del materiale tessile.

“Le nostre modifiche permettono a questo materiale di intrappolare le molecole della glucosio ossidasi, così da amplifica il segnale in modo efficace”, ha detto Prasad. “Lo abbiamo fatto in questo modo perché stiamo pensando alla possibile commercializzazione del congegno – e per  renderlo tale, abbiamo bisogno di un processo di fabbricazione che sia complesso.”

Prasad e Munje sono anche stati in grado di tener conto del fatto che la chimica durante il giorno del sudore della persona cambia.

“Il glucosio è una molecola difficile da monitorare perché altri fattori possono confondere un segnale”, ha detto Prasad. “Per esempio, il pH, o acidità, del sudore può variare notevolmente a seconda delle circostanze.”

Ha notato che quando gli individui fanno attività fisica o sono sotto stress, il livello di altri composti nel loro sudore, come il cortisolo e acido lattico, pure cambiano, e questi possono interferire con il rilevamento del glucosio.

“Abbiamo dimostrato che con la nostra tecnologia, sa affrontare tre questioni critiche: basso volume di sudore ambientale, interferenze da parte di altri composti e sbalzi di pH”, ha detto Prasad

Prasad e Munje hanno testato il loro prototipo utilizzando campioni di sudore umano da parte di donatori.

Mentre un prodotto di consumo basato sulla tecnologia ha ancora pochi anni di distanza dalla sua commercializzazione, il concetto è stato sviluppato per la messa in produzione e distribuzione su vasta scala.

“A questo punto, stiamo pensando a questo sensore, come qualcosa che si usa ogni giorno e crediamo che potrebbe essere facilmente incorporato nelle piattaforme elettroniche di consumo già esistenti”, ha detto Prasad. “Siamo molto entusiasti del potenziale per le licenze di questa tecnologia.”

I ricercatori della UT Dallas  hanno indagato altre elementi per trovare il glucosio sui fluidi corporei – come l’urina e le lacrime – i quali potrebbero essere usati per monitorare i livelli di glucosio, eliminando ulteriormente la necessità dello strumento invasivo via sangue. Google, per esempio, sta studiando una lente a contatto intelligente progettata per misurare i livelli di glucosio in lacrime.

Prasad e Munje

Prasad e Munje

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