Tecno

I ricercatori della WSU sviluppano sensori alimentati a zucchero per rilevare, prevenire le malattie

Su Ha e Subhanshu Gupta, con in mano una cella di biocarburanti a base di glucosio.

I ricercatori della Washington State University hanno sviluppato un sensore impiantabile alimentato a biocarburanti che funziona con lo zucchero e può monitorare i segnali biologici del corpo per rilevare, prevenire e diagnosticare le malattie.

Un gruppo di ricerca interdisciplinare guidato da Subhanshu Gupta, assistente professore nella Scuola di Ingegneria Elettrica e Informatica della WSU, ha sviluppato un sensore, che, abilitato dalla cella dei biocarburanti, raccoglie il glucosio dai fluidi corporei per funzionare.

Il team di ricerca ha dimostrato un’integrazione unica della cella dei biocarburanti con l’elettronica per elaborare segnali fisiologici e biochimici con elevata sensibilità.

Il loro lavoro è stato recentemente pubblicato sulla rivista IEEE Transactions of Circuits and Systems.

I professori Su Ha e Alla Kostyukova della Gene and Linda School of Chemical Engineering e Bioingegneria, hanno guidato la progettazione della cellula dei biocarburanti.

Molti sensori popolari per il rilevamento delle malattie sono o orologi, che devono essere ricaricati, o cerotti che vengono indossati sulla pelle, sono superficiali e non possono essere incorporati. Il sensore sviluppato dal team WSU potrebbe anche eliminare la necessità di pungere un dito per testare determinate malattie, come il diabete.

“Il corpo umano trasporta molto combustibile nei suoi fluidi corporei attraverso la glicemia o il lattato intorno alla pelle e alla bocca”, ha detto Gupta. “L’uso di una cella per biocarburanti apre la porta all’utilizzo del corpo come potenziale carburante”.

L’elettronica nel sensore utilizza design e fabbricazione all’avanguardia per consumare solo pochi microwatt di potenza pur essendo estremamente sensibile. L’accoppiamento di questi dispositivi elettronici con la cella dei biocarburanti lo rende più efficiente dei tradizionali dispositivi alimentati a batteria, ha affermato Gupta. Poiché si basa sul glucosio corporeo, l’elettronica del sensore può essere alimentata indefinitamente. Quindi, ad esempio, il sensore potrebbe funzionare con lo zucchero prodotto appena sotto la pelle.

A differenza delle batterie agli ioni di litio comunemente usate, la cella dei biocarburanti è anche completamente non tossica, il che rende più promettente come un impianto per le persone, ha detto. È anche più stabile e sensibile rispetto alle tradizionali celle di biocarburanti.

I ricercatori dicono che il loro sensore potrebbe essere fabbricato a basso costo attraverso la produzione di massa, sfruttando le economie di scala.

Mentre i sensori sono stati testati in laboratorio, i ricercatori sperano di testarli e dimostrarli nei capillari sanguigni, il che richiederà l’approvazione normativa. I ricercatori stanno anche lavorando per migliorare ulteriormente e aumentare la potenza della loro cella di biocarburanti.

“Questo riunisce la tecnologia per creare una cella per biocarburanti con la nostra elettronica sofisticata”, ha affermato Gupta. “È un ottimo matrimonio che potrebbe funzionare per molte applicazioni future.”