(Phys.org) — Piccoli impianti per monitorare le funzioni corporee o per fornire insulina o qualsiasi altro farmaco in base al bisogno immediato rappresenterebbero un progresso nella medicina personalizzata, ma un problema inerente agli impianti è la tendenza del sistema immunitario umano a riconoscere il dispositivo come un invasore e a incapsularlo, impedendo al dispositivo di svolgere il proprio lavoro.

La dott.ssa Carmen Scholz dell'Università dell'Alabama a Huntsville (UAH) ha lavorato alla sintesi personalizzata di polimeri biocompatibili in grado di rivestire sensori che vengono poi impiantati nel corpo per nasconderli dal sistema immunitario, spesso indicato come un personaggio stealth.

"La nostra ricerca riguarda tutto ciò che puoi mettere su un dispositivo in modo che il corpo non possa percepirlo, "Il dottor Scholz ha detto. "Devi fare in modo che il corpo non lo veda nemmeno".

Recenti ricerche in cui è stata coinvolta hanno dimostrato la stabilità in vitro e la non tossicità di strati sottili di copolimeri a blocchi personalizzati che rivestivano minuscoli sensori, che sono stati prodotti da un gruppo di collaboratori presso l'Università di Tecnologia di Dresda, Germania. Dopo ulteriori prove, i sensori rivestiti potrebbero essere impiantati nei pazienti per rilevare la loro glicemia, anidride carbonica e livelli sierici di pH. Il rivestimento utilizza un concetto multistrato che include uno strato sigillante ermetico, una barriera di diffusione più interna chimicamente inerte per ioni e umidità, e uno strato superficiale di copolimeri a blocchi anfifilici.

La professoressa di chimica della UAH, la dott.ssa Carmen Scholz, con il dottorando Samuel Nkrumah-Agyeefi e la junior Brittany Black in un laboratorio presso il Materials Science Building.

Impiantato in un paziente sotto la pelle, i dati del sensore rivestito potrebbero essere monitorati in modalità wireless per controllare una pompa per insulina o monitorare le funzioni corporee per fornire maggiori informazioni al medico che cura un paziente con problemi respiratori. Poiché i rivestimenti rendono gli impianti invisibili al sistema immunitario, il corpo non reagisce a loro come un invasore e permette loro di funzionare.

Il recente lavoro è una propaggine del coinvolgimento del Dr. Scholz nello sviluppo di rivestimenti biocompatibili per il Boston Retinal Implant Project, fondata negli anni '80 e sostenuta dalla Veterans Administration. Il progetto ha avuto successo nello sviluppo di dispositivi medici per ripristinare un certo grado di visione ai pazienti che sono diventati ciechi a causa della retinite pigmentosa o della degenerazione maculare senile.

In quel lavoro, erano necessari rivestimenti biocompatibili per adattare i dispositivi retinici in modo che non venissero rifiutati mentre venivano utilizzati per fornire segnali elettrici al cervello e ripristinare la vista.

"Posso realizzare rivestimenti per tutti i tipi di impianti, " ha detto il dottor Scholz. "Questa è la nostra esperienza, fare questo tipo di rivestimenti. Possiamo realizzarli su misura." Ma le applicazioni per i rivestimenti non si fermano ai sensori e ai dispositivi.

"Possiamo realizzare rivestimenti e 'decorarli' con sistemi di somministrazione per vari farmaci, " ha detto. "I medici mi hanno detto che la loro più grande sfida con i dispositivi di impianto è il trauma associato alla chirurgia, che provoca gonfiore. Il gonfiore ostacola la guarigione. Caricare i sistemi di somministrazione con farmaci che riducono il gonfiore potrebbe essere un modo per accelerare la guarigione. Questi rivestimenti non solo renderebbero il dispositivo invisibile al corpo, possono anche essere usati per aiutare con il processo di recupero.

"Tutti questi polimeri, a causa della loro natura chimica, si prestano a sistemi di somministrazione di farmaci, "Il dottor Scholz ha detto. "Tutto questo è davvero una chimica ordinata".

La tecnica del Dr. Scholz è unica perché non utilizza metalli pesanti per catalizzare le polimerizzazioni. Ciò lo distingue dagli altri ricercatori, che lavorano su sistemi polimerici simili ma usano spesso metalli pesanti e poi devono rimuoverli durante il processo.

"Io sostengo che se non lo metto dentro, " lei disse, "Non devo preoccuparmi di riportarlo indietro."

Ulteriori progressi nel lavoro presso l'UAH dipendono dalla ricerca di finanziamenti per la ricerca. "Le idee ci sono e abbiamo le prove di concetto delle idee, ma abbiamo bisogno di finanziamenti, " Ha detto il dottor Scholz. "Posso tirare fuori la chimica per te e mostrarti come si può fare, ma tutto questo costa denaro".