Minuscoli aghi da inserire sottopelle diventano QRcode: la ricerca UniPi
Minuscoli aghi digitali penetrano sottopelle in modo indolore e non invasivo per rilevare in tempo reale informazioni sullo stato biochimico del corpo, come concentrazione di glucosio, pH, o la presenza di enzimi o proteine specifici. Gli aghi si “accendono” o meno a seconda della presenza e della concentrazione della sostanza che devono rilevare, formando un QRcode scansionabile con una app. Possiamo così sapere immediatamente il livello di concentrazione della sostanza cercata.
È l’ultima frontiera della medicina di precisione portata avanti all’interno dei laboratori del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell'Università di Pisa dal team di Giuseppe Barillaro. La ricerca è apparsa su Advanced Materials. All’interno del progetto europeo ALERT, coordinato dall’Università di Pisa, i ricercatori usano la tecnologia dei microaghi per rilevare la presenza di marcatori dell’alzheimer molti anni prima dell’insorgenza dei sintomi.
“Il rilevamento biochimico in tempo reale è essenziale per la medicina personalizzata e di precisione - spiega Giuseppe Barillaro, docente di ingegneria elettronica all’Università di Pisa - tuttavia i biosensori impiantabili attuali sono difficilmente impiegabili per il monitoraggio sull’uomo in tempo reale, perché richiedono una calibrazione attenta e inoltre rilevano un solo elemento per volta. Il nostro studio propone invece microaghi fluorescenti digitali disposti su diverse linee che vanno a formare una matrice, e che possono avere due soli stati: acceso o spento. Ciascun ago ha un valore di soglia diverso, e si accende se l’ago rileva una concentrazione sopra soglia della sostanza ricercata dall’analisi chimica, per esempio glucosio o pH. Questo elimina ogni necessità di calibrazione. Alla fine, le sequenze di aghi accesi e spenti formano un codice QR che può essere scansionato tramite una app, e fornisce informazioni dirette sulla concentrazione delle sostanze cercate.
Ogni ago può inoltre essere progettato per una sostanza diversa, per cui è possibile analizzare contemporaneamente, per esempio, la concentrazione di glucosio e il valore del pH.”
“Questa codifica digitale, più robusta degli attuali procedimenti analogici - prosegue Farbod Abazar, dottorando e primo autore dello studio - è ampiamente estendibile a diverse sonde e biomarcatori. All’interno del progetto ALERT la stiamo sviluppando per rilevare la presenza di marcatori dell’alzheimer, che sono enzimi e proteine, presenti nel corpo anche vent’anni prima dell'insorgere dei sintomi, e che quindi consentirebbero diagnosi e interventi precoci e minimamente invasivi. Il progetto è appena partito e vede la partecipazione, oltre che dell'Università di Pisa, dell’azienda ab medica, dell’Ospedale Universitario della Charité di Berlino e delle Università di Modena e Reggio Emilia e di Dublino.”
Il QRcode generato dai microaghi fornisce una rappresentazione diretta e quantitativa delle informazioni biochimiche, facilitando la diagnostica decentralizzata e indossabile e la medicina personalizzata, e offrendo un vasto potenziale per applicazioni mediche, tra cui la diagnosi precoce di tumori, sepsi e malattie infettive, e anche per applicazioni nel monitoraggio ambientale, nell'agricoltura di precisione e nella sicurezza alimentare.
L’azienda ab medica, che da anni collabora con i ricercatori pisani, è pronta a investire su questa tecnologia per rendere il prodotto disponibile sul mercato. “Per ab medica - afferma Cosimo Puttili, Direttore della Ricerca e Innovazione dell’azienda - ALERT rappresenta la naturale evoluzione di una collaborazione scientifica iniziata oltre tre anni fa con il Team di Giuseppe Barillaro. Siamo pronti a mettere in campo competenze e investimenti per trasformare questa tecnologia in un prodotto realmente innovativo al servizio della prevenzione e della cura”.
Fonte: Università di Pisa - Ufficio stampa