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Controllare il diabete con un cerotto cutaneo
Nel tentativo di liberare le persone con diabete dalle frequenti punture delle dita e dalle iniezioni di farmaci, i ricercatori hanno creato un cerotto elettronico che rileva l'eccesso di glucosio nel sudore e somministra automaticamente i farmaci riscaldando i microaghi che penetrano nella pelle.
Il prototipo è stato sviluppato da Dae-Hyeong Kim, assistente professore presso la Seoul National University e ricercatori presso MC10 , una società di elettronica flessibile con sede a Lexington, Massachusetts. Due anni fa lo stesso gruppo ha prototipato un cerotto rivolto ai pazienti di Parkinson che diagnostica i tremori e fornisce farmaci immagazzinati all'interno di nanoparticelle.
Altri sforzi per sviluppare il monitoraggio del glucosio minimamente invasivo hanno utilizzato misurazioni a ultrasuoni e ottiche per rilevare i livelli di glucosio. E una varietà di cerotti cutanei potrebbe fornire insulina o metformina, un farmaco popolare usato per trattare il diabete di tipo 2. Ma il nuovo prototipo incorpora sia il rilevamento che la somministrazione di farmaci in un unico dispositivo.
La patch, descritta in a carta dentro Natura Nanotecnologia , è realizzato in grafene tempestato di particelle d'oro e contiene sensori che rilevano umidità, glucosio, pH e temperatura. Il sensore del glucosio a base di enzimi tiene conto del pH e della temperatura per migliorare l'accuratezza delle misurazioni del glucosio prelevate dal sudore.
Un cerotto cutaneo flessibile e non invasivo include sensori elettrochimici che rilevano il glucosio nel sudore e una batteria per riscaldare i microaghi che erogano un farmaco.
Se il cerotto rileva livelli elevati di glucosio, i riscaldatori attivano i microaghi per dissolvere un rivestimento e rilasciare la metformina del farmaco appena sotto la superficie della pelle. Questo è il primo sistema epidermico a circuito chiuso che ha sia il monitoraggio che la somministrazione non invasiva di farmaci per il diabete direttamente al soggetto, afferma Roozbeh Ghaffari, cofondatore di MC10.
L'unica tecnologia minimamente invasiva per il monitoraggio della glicemia mai approvata dalla Food and Drug Administration statunitense era un gadget chiamato GlucoWatch Biographer, che utilizzava una corrente elettrica per estrarre i fluidi da sotto la pelle. È stato approvato nel 2001, ma i pazienti lamentavano disagio e piaghe e il dispositivo è stato ritirato dal mercato nel 2007.
Altri ricercatori stanno utilizzando approcci diversi per aiutare le persone con diabete. Un dispositivo recentemente prototipato presso l'Università della Carolina del Nord, a Chapel Hill, consiste in un cerotto delle dimensioni di un'unghia con più di 100 microaghi che contengono minuscole sacche piene di insulina e un enzima. Il glucosio nel sangue permea la sacca. L'enzima converte il glucosio in un acido che apre la sacca per rilasciare insulina mentre gli aghi pungono la pelle.
Questo approccio fornirebbe insulina quando necessario. Ma il dispositivo MC10, in quanto piattaforma elettronica, potrebbe anche memorizzare dati sull'attività di somministrazione di farmaci e trasmetterli a un dispositivo indossabile che potrebbe poi trasmetterli in modalità wireless a uno smartphone.