Un team della Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) ha sviluppato un dispositivo portatile che produce immagini 3D ad alta risoluzione della pelle umana entro 10 minuti. Il team afferma che il dispositivo portatile di mappatura della pelle potrebbe essere utilizzato per valutare la gravità delle condizioni della pelle come l'eczema e la psoriasi.

La mappatura della pelle in 3D potrebbe essere utile per i medici, poiché la maggior parte delle apparecchiature utilizzate per valutare le condizioni della pelle fornisce solo immagini 2D della superficie della pelle. Poiché il dispositivo mappa anche la profondità delle creste e dei solchi della pelle fino a 2 mm, potrebbe anche aiutare a monitorare la guarigione delle ferite. Il dispositivo preme una pellicola appositamente ideata sulla pelle del soggetto per ottenere un'impronta fino a 5 x 5 centimetri, che viene poi sottoposto a una carica elettrica, generando un'immagine 3D.

I ricercatori hanno progettato e stampato in 3-D un prototipo del loro dispositivo utilizzando acido polilattico (PLA), una bioplastica biodegradabile. Il dispositivo a batteria, che misura 7 cm per 10 cm, pesa solo 100 grammi.

Il prototipo made in NTU è sviluppato ad una frazione del costo di dispositivi con tecnologie comparabili, come le macchine per la tomografia a coerenza ottica (OCT), che può costare migliaia di dollari e pesare fino a 30 chilogrammi.

Assistant Professor Grzegorz Lisak della Scuola di Ingegneria Civile e Ambientale della NTU, che ha condotto la ricerca, disse, "Il nostro non invasivo, dispositivo semplice ed economico potrebbe essere utilizzato per integrare gli attuali metodi di diagnosi e trattamento delle malattie della pelle. Nelle zone rurali che non hanno accesso immediato all'assistenza sanitaria, il personale non medico può creare mappe della pelle utilizzando il dispositivo e inviarle ai medici per la valutazione".

Fornire un commento indipendente su come il dispositivo può essere utile ai medici, Dottor Yew Yik Weng, un consulente dermatologo presso il National Skin Center e un assistente professore presso la Lee Kong Chian School of Medicine di NTU, ha dichiarato:"La tecnologia è un modo interessante per mappare la struttura superficiale della pelle umana. Potrebbe essere un metodo utile per mappare la struttura della pelle e la guarigione delle ferite in modo 3D, che è particolarmente importante nella ricerca e negli studi clinici. Poiché il dispositivo è a batteria e portatile, c'è molto potenziale nel suo sviluppo in uno strumento per la valutazione point of care in contesti clinici."

L'assistente professore Dr. Yew ha detto, "Il dispositivo potrebbe essere particolarmente utile negli studi che coinvolgono la guarigione delle ferite, poiché attualmente manca uno strumento che mappi la lunghezza e la profondità delle creste cutanee. Attualmente, ci affidiamo a fotografie o misurazioni nelle nostre prove che potrebbero fornire solo una valutazione 2-D."

Primo autore dello studio, Signor Fu Xiaoxu, un dottorato di ricerca studente della Scuola di Ingegneria Civile e Ambientale della NTU, ha dichiarato:"Il dispositivo di mappatura della pelle 3D è semplice da utilizzare. Inoltre, una batteria a secco da 1,5 V è tutto ciò che è necessario per far funzionare il dispositivo. È un esempio di base, ancora molto efficace applicazione dell'elettrochimica, poiché non è richiesto alcun hardware elettronico costoso."

Pubblicato sulla rivista scientifica Analytica Chimica Acta questo mese, la tecnologia è stata sviluppata da Asst Prof Lisak, che è anche direttore del Residues &Resource Reclamation Center presso il Nanyang Environment and Water Research Institute (NEWRI) e il suo dottorato di ricerca. alunno, Il signor Fu Xiaoxu.

La soluzione "d'oro" per la mappatura della pelle 3D

Il componente chiave del dispositivo NTU è un polimero chiamato PEDOT:PSS[1], comunemente usato nei pannelli solari per convertire la luce in elettricità. Però, il team ha trovato un uso diverso per la sua conduttività elettrica, per riprodurre i modelli della pelle su una pellicola rivestita d'oro. L'oro viene utilizzato in quanto ha un'eccellente conduttività elettrica e flessibilità.

Per utilizzare il dispositivo, una persona preme un pulsante per premere la pellicola dorata sulla pelle del soggetto per ottenere un'impronta. Questo provoca sebo, una sostanza oleosa prodotta dalla pelle, da trasferire sul film, creando un'impronta della superficie della pelle.

Prossimo, l'impronta della pelle viene trasferita al dispositivo portatile dove un set di elettrodi viene immerso in una soluzione. Con un'altra pressione di un pulsante, il dispositivo innesca un flusso di carica elettrica, provocando il deposito di PEDOT:PSS sulle superfici del film dorato in aree non ricoperte di sebo. Ciò si traduce in una mappa 3D ad alta risoluzione della pelle, che riflette le creste e le scanalature della pelle del soggetto.

Usando la pelle di maiale come modello, i ricercatori hanno dimostrato che la tecnologia era in grado di mappare il modello di varie ferite come punture, lacerazioni, abrasioni, e incisioni.

Il team ha anche dimostrato che anche la complessa rete di rughe sul dorso di una mano umana può essere catturata nel film. Il film sottile è anche abbastanza flessibile da mappare le caratteristiche su aree della pelle irregolari, come le pieghe di un gomito e le impronte digitali.

L'assistente professore Lisak ha aggiunto:"Il dispositivo si è anche dimostrato efficace nel rilevare le impronte digitali e fornisce un'immagine 3D ad alta risoluzione delle loro caratteristiche". (Vedi immagine 2)

Commentando i potenziali usi del dispositivo, Il dottor Yew ha aggiunto:"Il dispositivo può aiutare nell'identificazione delle impronte digitali, che viene comunemente eseguita nell'analisi forense. Il dispositivo potrebbe offrire un grado di precisione più elevato quando si tratta di distinguere tra stampe simili, a causa della natura tridimensionale delle sue immagini."

Per convalidare ulteriormente la sua efficacia, the team is exploring conducting clinical trials later this year to test the feasibility of their device, as well as other potential therapeutic uses.