Tecno

Controllo glicemia: I ricercatori della WSU creano biosensori del glucosio stampati in 3D

Arda Gozen, assistente professore, scuola di ingegneria meccanica e dei materiali della WSU, nei laboratori di produzione e macchinari.

Un biosensore di glucosio stampato in 3D per l’uso nei monitor indossabili è stato creato dai ricercatori della Washington State University.

Il lavoro potrebbe portare a migliorare i monitor del glucosio per milioni di persone che soffrono di diabete.

Pubblicità e progresso

Guidata da Arda Gozen e Yuehe Lin, della Scuola di Ingegneria Meccanica e dei Materiali, la ricerca è stata pubblicata sulla rivista Analytica Chimica Acta.

Le persone con diabete controllano più frequentemente la loro malattia con misuratori di glucosio che richiedono una puntura costante sulle dita. I sistemi di monitoraggio continuo del glucosio sono un’alternativa, ma non sono economici.

I ricercatori hanno lavorato per sviluppare elettronica indossabile e flessibile in grado di conformarsi alla pelle dei pazienti e monitorare il glucosio nei liquidi corporei, come nel sudore. Per costruire tali sensori, i produttori hanno utilizzato strategie di produzione tradizionali, come la fotolitografia o la serigrafia. Mentre questi metodi funzionano, presentano diversi inconvenienti, tra cui la richiesta di sostanze chimiche dannose e la costosa lavorazione di camere bianche. Inoltre, creano molti rifiuti.

Utilizzando la stampa 3D, il team di ricerca di WSU ha sviluppato un monitor per il glucosio con stabilità e sensibilità molto migliori rispetto a quelle prodotte con metodi tradizionali.

La grafica mostra il biosensore 3D stampato per il rilevamento del glucosio e illustra la scrittura diretta d’inchiostro dell’elettrodo e dell’inchiostro enzimatico.

I ricercatori hanno utilizzato un metodo chiamato direct-ink-writing (DIW), che prevede la stampa di “inchiostri” a partire da ugelli per creare disegni complessi e precisi su piccole scale. I ricercatori hanno stampato un materiale su scala nanometrica che è elettricamente conduttivo per creare elettrodi flessibili. La tecnica del team WSU consente un’applicazione precisa del materiale, con conseguente superficie uniforme e meno difetti, il che aumenta la sensibilità del sensore. I ricercatori hanno scoperto che i loro sensori stampati in 3D hanno fatto meglio a raccogliere i segnali di glucosio rispetto agli elettrodi prodotti tradizionalmente.

Poiché utilizza la stampa 3D, il loro sistema è anche più personalizzabile per la varietà della biologia delle persone.

“La stampa 3D può consentire la produzione di biosensori su misura per i singoli pazienti”, ha affermato Gozen.

Poiché la stampa 3D utilizza solo la quantità di materiale necessaria, nel processo vi sono anche meno sprechi rispetto ai metodi di produzione tradizionali.

“Questo può potenzialmente abbattere il costo”, ha detto Gozen.

Per l’uso su larga scala, i biosensori stampati dovranno essere integrati con componenti elettronici su di una piattaforma indossabile. Ma i produttori potrebbero utilizzare gli stessi ugelli della stampante 3D utilizzati per stampare i sensori e i componenti elettronici e altri componenti di un dispositivo medicale indossabile, contribuendo a consolidare i processi di produzione e ridurre ulteriormente i costi, ha aggiunto.

“Il nostro sensore glicemico stampato 3-D verrà utilizzato come sensore indossabile per sostituire la puntura dolorosa delle dita, poiché questa è una tecnica non invasiva e senza bisogno di monitoraggio del glucosio, sarà più facile per il monitoraggio del glucosio nei bambini”, ha detto Lin.

Il team sta ora lavorando per integrare i sensori in un sistema pacchettizzato che può essere utilizzato come dispositivo indossabile per il monitoraggio del glucosio a lungo termine.

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