Una specie di ditale trasparente, dotato di sensori e alimentato dal sudore, in grado di monitorare importanti parametri di salute in tempo reale e in modo non invasivo. È il nuovo device hi-tech ideato dagli ingegneri dell’Università della California a San Diego: il ditale tech monitora parametri chimici vitali come glucosio, vitamine e persino farmaci presenti nel sudore della punta delle dita di un soggetto. Se già adesso consente controlli continui, in futuro potrebbe rilasciare anche terapie mirate.
A firmare lo studio su ‘Nature Electronics’ è il gruppo di ricerca di Joseph Wang, professore del Dipartimento di Ingegneria chimica dell’UC San Diego.
Come funziona
Il device si avvolge comodamente attorno al dito e trae energia da una fonte improbabile: il sudore del polpastrello. In effetti i polpastrelli, nonostante le piccole dimensioni, sono tra i più prolifici produttori di sudore del nostro corpo. Basti pensare che ogni polpastrello ospita oltre mille ghiandole sudoripare. Queste ghiandole possono produrre da 100 a 1000 volte più sudore rispetto alla maggior parte delle altre aree del corpo, anche durante il riposo. Un flusso costante che offre una fonte di energia affidabile, alimentando il dispositivo anche durante i periodi di inattività o di sonno.
Il device
Il piccolo dispositivo è costituito da diversi componenti elettronici stampati su un materiale polimerico sottile, flessibile ed estensibile. Il design gli consente di adattarsi al dito, pur essendo abbastanza resistente da sopportare ripetuti movimenti. L’idea “si basa su una straordinaria integrazione di componenti di raccolta e stoccaggio dell’energia, con più biosensori in un microcanale fluidico, insieme al corrispondente controller elettronico, il tutto sul polpastrello”, ha spiegato Wang.
Dal sudore all’elettricità
Mini-celle a combustibile biologico sono posizionate nel punto in cui il dispositivo entra in contatto con il polpastrello e sono state appositamente progettate per raccogliere e convertire in modo efficiente le sostanze chimiche presenti nel sudore in elettricità.
Questa elettricità è poi immagazzinata in una coppia di batterie al cloruro d’argento e zinco, che alimentano a loro volta quattro sensori, ciascuno dei quali monitora uno specifico biomarcatore: glucosio, vitamina C, acido lattico e levodopa, un farmaco utilizzato per il trattamento del morbo di Parkinson.
Mentre il sudore viene trasportato attraverso minuscoli canali microfluidici di carta verso questi sensori, il dispositivo analizza i livelli del biomarcatore, traendo l’energia di cui ha bisogno dal sudore stesso. Un piccolo chip elabora i segnali dai sensori e trasmette in modalità wireless i dati tramite Bluetooth a un’applicazione per smartphone o laptop progettata su misura.
Si tratta di “un monitoraggio automatico della salute a portata di mano”, scherza Shichao Ding, ricercatore post-dottorato nel gruppo di Wang presso la UC San Diego Jacobs School of Engineering. “Chi lo indossa può riposare o dormire e il dispositivo continua a raccogliere energia e a monitorare i livelli del biomarcatore”.
L’esperimento e gli sviluppi
Nei test, un soggetto ha indossato il device per tutto il giorno per monitorare i livelli di glucosio durante i pasti, l’acido lattico al lavoro e durante l’esercizio fisico, la vitamina C mentre beveva succo d’arancia e la levodopa dopo aver mangiato fave, fonte naturale del composto.
Il dispositivo può essere personalizzato per soddisfare le esigenze di salute rilevando diversi biomarcatori. Non solo: i ricercatori stanno lavorando allo sviluppo di un sistemache, in aggiunta, somministra anche trattamenti in base ai dati raccolti. “Potenza autonoma, monitoraggio e trattamento, tutto in un unico dispositivo: questo è l’obiettivo finale”, ha concluso Ding.
FOTO: Shichao Ding
