Un team di ricerca di NUS e A*STAR sviluppa un sensore indossabile rivoluzionario per il monitoraggio in tempo reale della salute, con potenziali applicazioni nella diagnosi precoce delle malattie croniche.
La diagnosi precoce e il monitoraggio continuo delle malattie croniche sono cruciali per garantire una gestione efficace della salute. Tuttavia, i metodi tradizionali di rilevamento dei biomarcatori, come prelievi di sangue e analisi delle urine, presentano limitazioni significative, tra cui l’invasività e la mancanza di capacità di monitoraggio in tempo reale. In risposta a queste sfide, un team di ricercatori dell’Università Nazionale di Singapore (NUS) e dell’Agenzia per la Scienza, la Tecnologia e la Ricerca (A*STAR) ha sviluppato un sensore indossabile innovativo che potrebbe rivoluzionare il modo in cui monitoriamo la nostra salute.
Questo sensore indossabile, estensibile e a base di idrogel, consente il rilevamento continuo e non invasivo di biomarcatori epidermici allo stato solido (SEB). Si tratta di una nuova categoria di indicatori di salute che può includere sostanze come il colesterolo e il lattato, cruciali per la diagnosi e la gestione di malattie cardiovascolari, diabete e altre condizioni croniche.
Guidato dall’Assistant Professor Liu Yuxin del NUS Institute for Health Innovation & Technology e dal Dr. Yang Le dell’Institute of Materials Research and Engineering di A*STAR, il team ha superato le limitazioni dei metodi tradizionali che si basano su biofluidi come sangue, urina e sudore. Il nuovo sensore, infatti, rileva i biomarcatori direttamente sulla pelle, eliminando la necessità di campioni biologici invasivi e migliorando il comfort dell’utente grazie al suo design estensibile che si adatta all’elasticità naturale della pelle.
La tecnologia alla base del sensore sfrutta uno strato di idrogel ionicamente conduttivo, che dissolve i biomarcatori presenti nello strato corneo della pelle. Successivamente, questi biomarcatori diffondono attraverso la matrice di idrogel e vengono rilevati tramite reazioni elettrochimiche catalizzate da enzimi. I dati fisiologici raccolti vengono poi trasmessi in modalità wireless a un’interfaccia utente esterna, consentendo un monitoraggio continuo e in tempo reale.
I risultati promettenti degli studi clinici dimostrano forti correlazioni tra i biomarcatori rilevati sulla pelle e quelli nei campioni di sangue, suggerendo che questo sensore potrebbe essere una valida alternativa agli esami del sangue per il monitoraggio di malattie croniche. Inoltre, la sensibilità del dispositivo è tale da rilevare livelli molto bassi di biomarcatori, garantendo un monitoraggio preciso comparabile a quello della spettrometria di massa.
Le potenziali applicazioni di questa tecnologia sono vaste. Per esempio, il sensore potrebbe sostituire i tradizionali test di tolleranza al glucosio utilizzati per il monitoraggio del diabete durante la gravidanza, consentendo un controllo più comodo e meno invasivo direttamente a casa. Inoltre, potrebbe diventare uno strumento essenziale per il monitoraggio quotidiano della salute cardiovascolare, un settore di crescente importanza dato che le malattie cardiovascolari rappresentano una delle principali cause di morte a Singapore.
Il team di ricerca è già al lavoro per migliorare ulteriormente il sensore, aumentandone la durata e la sensibilità, e ampliando la gamma di biomarcatori rilevabili. Inoltre, collaborazioni con ospedali e istituzioni sanitarie stanno preparando la strada per l’implementazione clinica di questa tecnologia, con l’obiettivo di portare i benefici del monitoraggio continuo della salute a un numero sempre maggiore di pazienti.
Con questa innovazione, NUS e A*STAR non solo segnano un passo avanti significativo nella tecnologia dei sensori indossabili, ma aprono anche nuove prospettive per la diagnosi precoce e la gestione delle malattie croniche, migliorando potenzialmente la qualità della vita per milioni di persone in tutto il mondo.
Ulteriori informazioni: Ruth Theresia Arwani et al, L’elettronica estensibile dell’idrogel a doppio strato ionico-elettronico consente il rilevamento in situ di biomarcatori epidermici allo stato solido, Nature Materials (2024). DOI: 10.1038/s41563-024-01918-9