Tecno

Biosensori nelle lenti a contatto potrebbero un giorno misurare la glicemia e altre funzioni corporee

Biosensori trasparenti incorporati in lenti a contatto potrebbe presto consentire ai medici e ai pazienti di monitorare i livelli di glucosio nel sangue e una miriade di altri segni rivelatori di malattie senza esami invasivi. Gli scienziati dicono che le lenti biosensibili basate su una tecnologia che ha portato allo sviluppo degli smartphone con display più vividi, potrebbero anche essere utilizzate per monitorare l’uso dei farmaci o servire come sistema di diagnosi precoce per il cancro e altre gravi condizioni mediche.

I ricercatori presenteranno il loro lavoro oggi alla 253a Assemblea Nazionale & Esposizione della American Chemical Society (ACS). ACS, è la più grande società scientifica al mondo, e sta tenendo l’evento da oggi fino a giovedi a San Francisco California – USA. Un appuntamento  di dimensioni enormi per la comunità scientifica mondiale, dotato di oltre 14.000 presentazioni su una vasta gamma di argomenti scientifici.

“Questi biosensori probabilmente non metteranno i laboratori fuori dal mercato”, dice Gregory S. Herman, Ph.D. “Ma penso saranno in grado di fare un sacco di diagnostica tramite le informazioni che possono essere estratte dalle gocce delle lacrime negli occhi.”

Herman è il primo ad aver concepito il sistema utilizzando il biosensore durante il lavoro nell’industria. Lì, e due suoi colleghi hanno inventato un composto costituito da ossido di gallio zinco indio (IGZO). Questo semiconduttori hanno rivoluzionato l’elettronica, offrendo ai consumatori display ad alta risoluzione su televisori, smartphone e tablet, migliorandone il risparmio energetico e la sensibilità touch-screen.

Herman dopo essersi trasferito alla Oregon State University nel 2009, ha iniziato a studiare applicazioni biomediche di questa tecnologia. In particolare, voleva trovare un modo per aiutare le persone con diabete a monitorare continuamente i loro livelli di glucosio nel sangue in modo più efficiente con l’utilizzo di lenti a contatto biosensibili.

Il monitoraggio continuo del glucosio – invece dell’approccio con pungimento della pella – aiuta a ridurre il rischio di problemi di salute legati al diabete, Herman dice. Ma la maggior parte dei sistemi di monitoraggio continuo del glucosio richiedono elettrodi inseriti in varie punti sotto la pelle. Questo può essere doloroso, e gli elettrodi possono causare irritazioni cutanee o infezioni.

Herman dice che le lenti a contatto biosensori potrebbero eliminare molti di questi problemi e migliorare la conformità in quanto gli utenti avranno facilmente la possibilità di sostituirle su base giornaliera. E, a differenza degli elettrodi sulla pelle, sono invisibili, e la cosa potrebbe aiutare gli utenti a sentirsi meno impacciati circa il loro utilizzo.

Per testare questa idea, Herman ed i suoi colleghi hanno prima sviluppato un metodo poco costoso per rendere praticabile l’elettronica IGZO. Poi, hanno usato un sistema per fabbricare un biosensore contenente un foglio trasparente di transistori ad effetto di campo IGZO e glucosio ossidasi, un enzima che scompone il glucosio. Quando hanno aggiunto il glucosio alla miscela, l’enzima ha ossidato la glicemia. Come risultato, il livello di pH nella miscela si è spostato e, a sua volta, le variazioni della corrente elettrica si sono spostate  attraverso il transistore IGZO attivandolo.

In biosensori convenzionali, sarebbero usati mediante queste variazioni di campo energetico, per misurare le concentrazioni di glucosio nel fluido interstiziale sotto la pelle di un paziente. Ma le concentrazioni di glucosio sono molto più basse negli occhi. Quindi, qualsiasi biosensore integrato in lenti a contatto dovrà essere molto più sensibile. Per affrontare questo problema, i ricercatori hanno creato nanostrutture all’interno del biosensore IGZO che sono in grado di rilevare concentrazioni di glucosio molto più basse rispetto a quelle trovate nelle lacrime.

In teoria, Herman dice che più di 2.500 biosensori – ciascuno dei quali misura una funzione corporea diversa – potrebbero essere incorporati in un 1 millimetro di cerotto quadrato di una lente a contatto IGZO. Una volta completamente sviluppati, Herman afferma, i biosensori potranno trasmettere informazioni di vitale importanza sulla salute per smartphone e altri dispositivi Wi-Fi o abilitati Bluetooth.

La squadra di Herman ha già utilizzato il sistema IGZO in cateteri per misurare l’acido urico, un indicatore chiave della funzione renale, e sta esplorando la possibilità di utilizzarlo per la diagnosi precoce del cancro e di altre gravi condizioni. Tuttavia, Herman dice che ci vorrà almeno un anno o più prima che un prototipo di lente a contatto con biosensore sia  pronta per la sperimentazione animale.

E nell’attesa di questo e quello proseguiamo con i soliti strumenti…..


Una conferenza stampa su questo tema si terrà martedì 4 aprile, alle 9:30 del mattino ora del Pacifico nel Moscone Center. I reporter possono effettuare il check-in presso il centro stampa, South Building, Foyer, o guardare in diretta su YouTube http: // bit. ly / ACSLive_SanFrancisco. Per porre domande on-line, accedere con un account Google.

Herman ha ricevuto finanziamenti dalla Juvenile Diabetes Foundation Research e Infrastructure Coordinated National Nanotechnology.

L’American Chemical Society è un’organizzazione senza scopo di lucro istituita dal congresso degli Stati Uniti. Con quasi 157.000 membri, ACS è la più grande società scientifica al mondo e leader mondiale nella ricerca chimica attraverso le sue molteplici banche dati, riviste e conferenze scientifiche. ACS non conduce direttamente la ricerca, ma pubblica e pubblicizza gli studi scientifici peer-reviewed. I suoi principali uffici sono a Washington, DC, e Columbus, Ohio.