Un team di ricerca guidato dal professor Lim Chwee Teck del Dipartimento di ingegneria biomedica della National University of Singapore (NUS) e dell’Istituto per l’innovazione e la tecnologia sanitaria (iHealthtech), in collaborazione con i partner clinici del Singapore General Hospital, ha sviluppato un sensore indossabile intelligente che può condurre in tempo reale la valutazione point-of-care delle ferite croniche in modalità wireless tramite un’app. Per la prima volta al mondo, la nuova tecnologia dei sensori è in grado di rilevare la temperatura, il pH, il tipo di batteri e i fattori infiammatori specifici delle ferite croniche entro 15 minuti, consentendo così una valutazione rapida e accurata della ferita.
Con una popolazione che invecchia rapidamente, gli operatori sanitari vedono sempre più pazienti affetti da ferite che non guariscono come il piede diabetico e le ulcere venose croniche delle gambe. È stato stimato che circa il due per cento della popolazione mondiale soffre di ferite croniche. I processi di guarigione di queste ferite croniche sono spesso interrotti a causa di motivi quali infezioni e traumi ripetuti, portando a grave stress, dolore e disagio per i pazienti affetti. Per i pazienti con ulcere del piede diabetico, questo può portare a esiti più gravi come l’amputazione del piede. Sono necessarie cure tempestive e un trattamento adeguato delle ferite croniche per accelerare il recupero della ferita. Tuttavia, ciò richiede più visite cliniche per una lunga valutazione e trattamento della ferita, che si aggiunge ai costi sanitari. L’innovazione del team NUS può aiutare a mitigare queste conseguenze e alleviare i pazienti con ferite croniche da sofferenze inutili.
La ricerca è stata pubblicata per la prima volta sulla rivista Science Advances il 21 maggio 2021.
Applicare la salute digitale per l’assistenza sanitaria personale
Le attuali valutazioni cliniche delle ferite si basano sull’ispezione visiva o sulla raccolta e l’invio del fluido della ferita a un laboratorio centralizzato per rilevare e analizzare biomarcatori specifici. L’intero processo richiede solitamente da uno a due giorni e può impedire interventi medici adeguati, tempestivi e precisi. Sebbene ci siano recenti sviluppi nei sensori flessibili progettati per la cura delle ferite, possono solo sondare una serie limitata di marcatori come acidità, temperatura, ossigeno, acido urico e impedenza per diagnosticare l’infiammazione della ferita.
In risposta a queste attuali limitazioni, i ricercatori hanno sviluppato VeCare, una piattaforma di valutazione delle ferite point-of-care composta da un innovativo bendaggio per il rilevamento della ferita, un chip elettronico e un’app mobile. La benda comprende uno strato di contatto con la ferita, una barriera esterna traspirante, un collettore di fluido della ferita microfluidico e un immunosensore flessibile. VeCare è la prima piattaforma di valutazione delle ferite in grado di rilevare il tipo di batteri e sondare i fattori infiammatori, oltre a misurare l’acidità e la temperatura, in un singolo test di 15 minuti. Il bendaggio immunosensibile consente una rapida valutazione del microambiente della ferita, dell’infiammazione e dello stato di infez
ione rilevando più biomarcatori cronici specifici della ferita dal liquido della ferita utilizzando un sistema elettrochimico. Il collettore del fluido della ferita microfluidico collegato al sensore dirige e aumenta l’erogazione del fluido della ferita al sensore fino al 180 percento. Il design garantisce prestazioni di rilevamento affidabili indipendentemente dalla forma o dalle dimensioni dell’ulcera.
Inoltre, un chip integrato con elettronica flessibile è collegato al sensore per trasmettere i dati in modalità wireless a un’app per una valutazione e un’analisi delle ferite in tempo reale sul posto. Il componente del chip, alimentato con una batteria ricaricabile, può essere riutilizzato per applicazioni successive.
La piattaforma VeCare e l’app mobile consentono ai medici di monitorare da remoto le condizioni delle ferite croniche dei pazienti, riducendo il fastidio per i pazienti di recarsi in una clinica. La benda integra il trattamento medico esistente del paziente facilitando al contempo un intervento medico tempestivo per i processi di guarigione delle ferite.
La piattaforma VeCare comprende (in senso orario dal basso a sinistra) un chip, un sensore della ferita, un bendaggio e un’app per il monitoraggio delle ferite croniche in tempo reale e presso il punto di cura. Credito: Università Nazionale di Singapore
“I dispositivi point-of-care abbinati alla telemedicina o alla capacità di salute digitale possono svolgere un ruolo significativo nella trasformazione del settore sanitario e della nostra società, che è catalizzata dai requisiti della pandemia di COVID-19 per la distanza di sicurezza. La nostra tecnologia di fasciatura intelligente è la prima di è progettato per la gestione delle ferite croniche per dare ai pazienti la libertà di eseguire il test e monitorare le condizioni della ferita a casa”, ha affermato il prof. Lim, direttore di iHealthtech presso NUS.
In collaborazione con il Singapore General Hospital, è stato condotto un piccolo test clinico di VeCare su pazienti con ulcere venose croniche delle gambe. Hanno dimostrato con successo che la piattaforma è efficace nella valutazione delle ferite croniche e consente il monitoraggio dei progressi della guarigione delle ferite con un intervento medico tempestivo.
Utilizzo di sensori intelligenti per una migliore gestione clinica
“La piattaforma VeCare è facilmente scalabile e personalizzabile per ospitare diversi pannelli di biomarcatori per monitorare vari tipi di ferite . L’obiettivo è avere uno strumento diagnostico e prognostico efficace e facile da usare per una gestione clinica precisa e basata sui dati dei pazienti”, ha commentato Prof Lim.
Il prossimo passo per il team di ricerca è sviluppare ulteriormente VeCare per soddisfare le considerazioni di sicurezza, normative e produzione di massa. Il team esplorerà l’incorporazione di altri biomarcatori appropriati adatti ad altri tipi di ferite e utilizzerà i dati nei flussi di lavoro clinici esistenti per migliorare la diagnosi e il trattamento. Sperano di testare la tecnologia su uno studio clinico prospettico randomizzato più ampio con diversi tipi di ulcere croniche non cicatrizzanti come il piede diabetico e le ulcere da pressione.
Yuji Gao et al, Un immunosensore flessibile multiplex per il monitoraggio delle ferite in situ al punto di cura, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abg9614