La medicina personalizzata è un passo avanti per i consumatori, grazie a piccolo, sensori impiantabili che potrebbero dare un avviso precoce dei problemi di salute in via di sviluppo di una persona, indicare il tipo di esercizio più efficace per un singolo atleta, o anche aiutare a selezionare i soldati feriti. Questa è la visione di una famiglia di dispositivi che gli scienziati stanno ora sviluppando. Hanno iniziato a commercializzare il loro primo dispositivo in Europa e sperano di ottenere l'approvazione per questa tecnologia negli Stati Uniti.

I ricercatori presentano oggi i loro risultati al 255th National Meeting &Exposition dell'American Chemical Society (ACS).

"Altri sensori impiantabili attualmente sul mercato hanno un notevole svantaggio, "Natalie A. Wisniewski, dottorato di ricerca, dice. "Spesso provocano una risposta immunitaria da 'corpo estraneo' che ricopre il sensore di cellule infiammatorie o tessuto cicatriziale". Quel rivestimento può isolare il dispositivo dai capillari e impedirgli di rilevare con precisione i cambiamenti chimici, quindi smette di funzionare dopo poche settimane o mesi.

Wisniewski e i suoi colleghi hanno risolto questo problema ingannando il corpo in modo che non potesse riconoscere i loro sensori come oggetti estranei. I sensori sono più piccoli di un chicco di riso e sono costituiti da un'impalcatura di idrogel flessibile come una lente a contatto. I ricercatori si sono anche assicurati che il loro sensore non avesse superfici piatte, che sono un chiaro indizio per le cellule che un oggetto non è naturale, dice Wisniewski, chi è in Profusa Inc. Di conseguenza, cellule e capillari crescono nella struttura porosa del sensore senza attivare la risposta immunitaria indesiderata. Infatti, Wisniewski annuncia oggi che i primi sensori impiantati nei volontari umani sono ancora funzionanti dopo più di quattro anni.

L'idrogel brevettato è una formulazione a base di poli(2-idrossietil metacrilato), un polimero utilizzato per realizzare lenti a contatto morbide. I ricercatori addobbano l'impalcatura di idrogel con molecole di colorante che rispondono alla concentrazione di un analita nel sangue. Il tipo di molecola colorante attaccata all'idrogel determina l'analita, come l'ossigeno, diossido di carbonio, glucosio o lattato, che un particolare sensore può riconoscere. Un piccolo rivelatore tenuto contro la pelle, o attaccato ad esso come una patch, irradia la luce del vicino infrarosso attraverso la pelle, provocando una fluorescenza più o meno intensa delle molecole di colorante a seconda della concentrazione dell'analita. Sebbene questa luce fluorescente non sia visibile agli occhi umani, può essere visto dal rilevatore, che quindi trasmette in modalità wireless la misurazione a un computer o telefono cellulare per registrare il cambiamento di luminosità mentre la concentrazione dell'analita fluttua nel tempo.

Profusa sta cercando l'approvazione della Food &Drug Administration statunitense per i suoi dispositivi negli Stati Uniti. Nel frattempo, il suo primo prodotto è stato approvato per la commercializzazione in Europa e ha dimostrato di riportare livelli di ossigeno nei tessuti in pazienti in trattamento per malattia arteriosa periferica, che colpisce milioni di persone in tutto il mondo. La malattia riduce il flusso di sangue ossigenato nelle braccia e nelle gambe, in alcuni casi portando all'amputazione. Il dispositivo viene utilizzato per aiutare a prevenire le amputazioni informando i medici sulla diminuzione dei livelli di ossigeno negli arti del paziente. Profusa sta anche avviando una sperimentazione clinica con l'Università della California, San Francisco sponsorizzato dal National Heart, Polmone, e Blood Institute per utilizzare i sensori per monitorare i livelli di ossigeno nei pazienti con ferite croniche ai piedi.

Wisniewski e i suoi colleghi stanno sviluppando sensori per altri analiti, come il glucosio, in modo che possano ampliare le applicazioni per i dispositivi. Inoltre, Profusa ha lavorato per perfezionare sensori in grado di tracciare analiti aggiuntivi che i medici normalmente valutano tramite esami del sangue standard. L'idea è quella di iniettare un singolo sensore che rileva più sostanze chimiche del corpo contemporaneamente. "I sensori fornirebbero una registrazione continua dei tuoi analiti rispetto alla tua linea di base personale, " spiega Wisniewski. "Allora se qualcosa va storto, è segnalato in anticipo, prima di sentire i sintomi, così puoi arrivare dal dottore in tempo per il trattamento." L'azienda ha creato un video che descrive come funziona il sensore.

Wisniewski afferma che anche i militari sono interessati a questi dispositivi, e ha fornito supporto sin dall'inizio della società. Prevedono di utilizzare i sensori per valutare la salute dei soldati durante il dispiegamento o per indicare quali soldati feriti trattare per primi sul campo di battaglia. E oggi, Wisniewski sta riportando risultati preliminari che mostrano che il monitoraggio dell'aumento e della diminuzione dei livelli di ossigeno intorno ai muscoli con questi sensori produce una "firma dell'ossigeno" che può rivelare il livello di forma fisica di una persona. Queste informazioni potrebbero aiutare i militari a determinare il miglior regime di allenamento per ogni soldato o potrebbero aiutare gli atleti a trovare gli esercizi più efficaci per costruire muscoli o resistenza.