Sapere Scienza

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Quando una diagnosi medica può passare attraverso una goccia di sudore

13 Febbraio 2019

L'esistenza di dispositivi che tracciano alcuni dei nostri parametri fisiologici non è una novità. Alcuni sono già a nostra disposizione: un esempio è il Fitbit, un orologio che, quando è indossato, è in grado di fornirci dati sulla nostra attività fisica, sul battito cardiaco e sui ritmi di sonno. Ce ne sono altri, in fase di sperimentazione, come abbiamo potuto leggere in articoli precedenti, ancora molto legati a componenti elettroniche invadenti. Gli scienziati che hanno pubblicato recentemente i risultati del proprio lavoro su Science Advances, però, stanno facendo un ulteriore passo in avanti: gli strumenti descritti sino a ora tendono a essere rigidi e ingombranti e non riescono ancora a valutare la biologia che c'è dietro un essere umano. Questi ricercatori stanno realizzando un cerotto che possa analizzare il nostro sudore in tempo reale: il pH, il tasso di sudorazione e i livelli di cloruro, glucosio e lattato misurati possono essere segnali di mancanza di ossigeno ma anche di patologie quali la fibrosi cistica e il diabete.

 

Un cerotto per sapere se stiamo bene

 

È da anni che si sta lavorando su questo tipo di tecnologie, come è raccontato in un articolo pubblicato su The New York Times Science. Ci sono dispositivi simili morbidi: come già accennato, alcuni impiegano sensori elettrici per raccogliere dati chimici, altri si basano sulla colorimetria e determinano la concentrazione di una specifica sostanza misurando l'intensità di un colore. Il nuovo sistema esegue queste analisi senza una batteria e in una forma wireless. Qual è la sua struttura? La sua base è provvista di fori minuscoli che lasciano che il sudore vi fluisca naturalmente attraverso, da qui una complessa rete di valvole e microcanali delle dimensioni di un capello conducono il liquido in piccoli serbatoi, ciascuno munito di un sensore che reagisce con le sostanze chimiche contenute nel sudore, quali il glucosio o il lattato. Inoltre questo cerotto fa affidamento sulla stessa tecnologia che permette agli smartphone di eseguire pagamenti wireless: allo stesso modo il telefono può trasmettere energia al dispositivo o ricevere dati (che possono anche essere inviati ad altre tipologie di lettori collegati come, ad esempio, attrezzature sportive). È un meccanismo versatile - è anche waterproof - che può essere predisposto per la misura di uno o più sostanze contemporaneamente, in un determinato intervallo di tempo. Un'altra comodità è la possibilità di separare il sistema di canali dall'elettronica per poter cambiare la parte che assorbe il sudore e garantire una maggiore igiene e durata.

 

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Una tecnologia in via di sperimentazione

 

Il gruppo di ricerca che ha pubblicato il proprio lavoro su Science Advances ha iniziato a sperimentare questa tecnologia adoperandola per lo screening della fibrosi cistica, una patologia genetica molto grave. I medici utilizzavano già come indicatore della presenza della malattia nei bambini la concentrazione di cloruro nel sudore ma, per i test del sudore, impiegavano strumenti poco confortevoli con fasce che stringevano le braccia dei piccoli pazienti per una sola misurazione. Nel 2017 un altro team aveva descritto uno sensore flessibile e indossabile per effettuare questo esame ma il dispositivo aveva bisogno di una batteria e non raccoglieva volumi separati di sudore (come il nuovo strumento, invece, fa). Il cerotto di nuova generazione è stato provato sui bambini affetti da fibrosi cistica del Lurie Children's Hospital di Chicago: gli scienziati, attualmente, sono nelle fasi finali del trial clinico e stanno progettando di richiedere l'approvazione della FDA (Food and Drug Administration, agenzia governativa statunitense che vigila sulla salute e sicurezza pubblica tramite il controllo di cibi, farmaci e dispositivi medici).
Un'altra applicazione del sensore - che potrebbe aiutare circa 30 milioni di pazienti diabetici - è il tracciamento dei livelli del glucosio ma sarà necessario studiare la questione in maniera più approfondita: bisognerà, infatti, capire come il tasso di sudorazione vari in ciascun individuo, come i diversi composti biochimici giungano nel sudore e quanto i livelli registrati riflettano il glucosio disciolto nel sangue. Proprio il nuovo studio ha dimostrato che la misura del glucosio nel sudore riflette quella del sangue con un ritardo che va dai 30 ai 60 minuti. Uno sfasamento che rende questo dato non impiegabile nel controllo in tempo reale dei malati di diabete ma è ancora utile per lo screening.

 

Il futuro è adesso

 

Il team di ricerca sta ora lavorando anche allo sviluppo di sensori per urea e creatinina, sostanze indicatrici della funzionalità del fegato e che tengono traccia dei progressi di pazienti in riabilitazione dopo un ictus. Un laboratorio del Caltech (California Institute of Technology) sta cercando di mettere a punto dispositivi impiegabili nel monitoraggio di malattie mentali quali la depressione. I progressi in questo ambito stanno mostrando una significativa accelerazione, tanto che aziende come Gatorade e L'Oreal hanno già ottenuto la possibilità di adattare questa tecnologia, la prima per promuovere una futura gamma di prodotti basati sulla natura del sudore delle persone e la seconda per vendere dei piccoli adesivi che controllino il pH e il livello di idratazione della pelle.

 

La tecnologia sta mutando numerosi ambiti della medicina, anche quello puramente burocratico e amministrativo. Per saperne di più, acquistate e leggete l'articolo di Stefano Micocci, "La nostra salute in un fascicolo sanitario elettronico", pubblicato nel numero di ottobre 2018 di Sapere.

copertina   luglio-agosto 2019

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