Dall’Università di Pisa un sistema miniaturizzato e biodegradabile per le diagnosi avanzate

Un dispositivo indossabile per eseguire diagnosi avanzate per malattie estremamente diffuse, come per esempio la vaginosi batterica. È il risultato raggiunto da un dal gruppo di ricerca del Dipartimento di Ingegneria dell’informazione (Dii) dell’Università di Pisa coordinato da Giuseppe Barillaro, che ha messo a punto un sistema miniaturizzato di rilevazione del pH che trasmette i dati in tempo reale a uno smartphone. Il dispositivo promette consistenti passi avanti nella diagnosi e trattamento di malattie, come la vaginosi appunto, la cui diagnosi richiede un’accurata rilevazione dell’acidità dei tessuti, e che è spesso associata a complicazioni che hanno un grande impatto sulla qualità della vita delle donne. Lo studio è stato pubblicato su Advanced Materials Technologies.

Gli studi precedenti

Già lo scorso anno, il gruppo di Barillaro aveva messo a punto un sensore innovativo, delle dimensioni e spessore di un francobollo, totalmente biodegradabile nel corpo, e in grado di rilevare il pH dei tessuti tramite un semplicissimo meccanismo a fluorescenza. Se stimolato con luce verde, il sensore era in grado di emettere luce nello spettro del rosso, con un’intensità che corrisponde a un valore preciso di pH.

Passi avanti

In questi mesi, come spiega l’esperto, nell’ambito del progetto europeo Resorb finanziato dallo European Innovation Council, è stato fatto un ulteriore passo avanti: “Abbiamo messo a punto un sistema optoelettronico miniaturizzato che stimola il sensore, rileva la luce emessa dallo stesso e invia il valore di pH misurato a uno smartphone in modalità wireless” precisa. “Il sistema, costituito dal sensore e dall’elettronica wireless, può essere applicato, per esempio, a un anello vaginale contraccettivo flessibile, e monitorare in modo continuo e in tempo reale il pH vaginale, consentendo il trattamento di patologie molto diffuse tra le donne come la vaginosi batterica”.

Come funziona il sensore wireless

Alessandro Paghi, ricercatore al Dii e coautore dello studio spiega che il sensore può rilevare il pH per quattro giorni consecutivi, e poi si biodegrada completamente nel corpo. Mentre l’anello con il circuito optoelettronico miniaturizzato, contenente anche il sistema di acquisizione dati, un trasmettitore wireless e le batterie di alimentazione, può essere riutilizzato con nuovi sensori. “Le prestazioni del sistema sono ottime, consentendo un monitoraggio del pH continuo e accurato” commenta Paghi.

Le applicazioni del sensore

Le applicazioni di un sistema wireless miniaturizzato e biocompatibile per le analisi in situ sono potenzialmente numerosissime come precisa Martina Corsi, dottoranda al Dii e coautrice dello studio. Per esempio “per le più diverse patologie che richiedono un monitoraggio continuo del livello di acidità dei tessuti, come quelle a carico dell’apparato gastrointestinale, analisi di ferite o patologie oncologiche. Ma anche per analisi ancora più complesse, oltre alla rilevazione del pH, mettendo a punto sensori a fluorescenza che rispondono a marcatori diversi”.

L’obiettivo finale

Il lavoro sui sensori avanzati con applicazioni in ambito biomedico da tempo è svolto dal gruppo di Barillaro in collaborazione con i ricercatori della società tedesca Surflay Nanotec. Ora il team pisano, insieme all’azienda ab medica, sta anche progettando l’integrazione della tecnologia in dispositivi indossabili per diagnosi avanzate. Precisa Cosimo Puttilli, Research and Innovation Manager di ab medica: “Nello specifico il nostro ruolo ha riguardato la realizzazione e miniaturizzazione del ricevitore e trasmettitore esterno al sensore, oltre che l’App che permette di visualizzare i dati acquisiti dal sensore sviluppato a Pisa”.

L’obiettivo finale sarà poi quello di integrare la nuova tecnologia all’interno di dispositivi indossabili o impiantabili che permetteranno la diagnosi di patologie oggi molto diffuse, ma allo stato attuale difficili da monitorare.