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Il tatuaggio tiene traccia del sodio e del glucosio tramite un iPhone
Utilizzando un tatuaggio a nanosensori e un iPhone modificato, i ciclisti potrebbero monitorare da vicino i livelli di sodio per prevenire la disidratazione e i pazienti anemici potrebbero monitorare i loro livelli di ossigeno nel sangue.
Sensore del telefono: Questa custodia per iPhone modificata può essere utilizzata per rilevare i livelli di sodio tramite un tatuaggio con nanosensori.
Heather Clark , professore presso il Dipartimento di Scienze Farmaceutiche della Northeastern University, sta guidando un team che lavora per rendere possibile tutto ciò. Il team inizia iniettando nella pelle una soluzione contenente nanoparticelle accuratamente selezionate. Questo non lascia segni visibili, ma le nanoparticelle diventano fluorescenti se esposte a una molecola bersaglio, come sodio o glucosio. Un iPhone modificato tiene traccia dei cambiamenti nel livello di fluorescenza, che indica la quantità di sodio o glucosio presente. Clark ha presentato questo lavoro al BioMethods Boston conferenza alla Harvard Medical School la scorsa settimana.
I tatuaggi sono stati originariamente progettati come un modo per aggirare il salasso del dito che è la tecnica standard per misurare i livelli di glucosio in quelli con diabete. Ma Clark dice che potrebbero essere usati per tracciare molte cose oltre al glucosio e al sodio, offrendo un modo più semplice, meno doloroso e più accurato per molte persone per tracciare molti importanti biomarcatori.
Non credo che ci siano dubbi sul fatto che questo tipo di tecnologia prenderà piede, afferma Jim Burns, capo della ricerca e sviluppo su farmaci e biomedicina presso Genzima .
Il tatuaggio sviluppato dal team di Clark contiene nanogoccioline polimeriche larghe 120 nanometri costituite da un colorante fluorescente, molecole sensoriali specializzate progettate per legarsi a sostanze chimiche specifiche e una molecola che neutralizza la carica.
Una volta nella pelle, le molecole sensoriali attirano il loro bersaglio perché hanno la carica opposta. Una volta assorbita la sostanza chimica target, il sensore è costretto a rilasciare ioni per mantenere una carica neutra complessiva, e questo cambia la fluorescenza del tatuaggio quando viene colpito dalla luce. Più molecole target ci sono nel corpo del paziente, più le molecole si legheranno ai sensori e più la fluorescenza cambia.
Il lettore originale era un grande dispositivo simile a una scatola. Uno degli studenti laureati di Clark, Matt Dubach, ha migliorato questo aspetto creando una custodia per iPhone modificata che consente a qualsiasi iPhone di leggere i tatuaggi.
Ecco come funziona: una custodia che scivola sull'iPhone contiene una batteria da nove volt, un filtro che si adatta alla fotocamera dell'iPhone e una serie di tre LED che producono luce nella parte visibile dello spettro. Questa luce fa sì che i tatuaggi diventino fluorescenti. Una lente filtrante viene quindi posizionata sulla fotocamera dell'iPhone. Questo filtra la luce emessa dai LED, ma non la luce emessa dal tatuaggio. Il dispositivo viene premuto sulla pelle per evitare che la luce esterna interferisca.
Dubach e Clark sperano di creare un'app per iPhone in grado di misurare e registrare facilmente i livelli di sodio. Al momento, l'iPhone acquisisce semplicemente immagini della fluorescenza, che i ricercatori poi esportano su un computer per l'analisi. Sperano anche di convincere il lettore a trarre energia dall'iPhone stesso, piuttosto che da una batteria.
Clark sta lavorando per espandere la sua tecnologia da glucosio e sodio per includere una vasta gamma di potenziali bersagli. Diciamo che hai farmaci con una gamma terapeutica molto ristretta, dice. Oggi devi provarlo [un dosaggio] e vedere cosa succede. Dice che i suoi nanosensori, al contrario, potrebbero consentire alle persone di monitorare il livello di un determinato farmaco nel sangue in tempo reale, consentendo un dosaggio molto più accurato.
I ricercatori sperano di essere presto in grado di misurare i gas disciolti, come azoto e ossigeno, nel sangue per controllare la respirazione e la funzione polmonare. Più cose possono tracciare, più applicazioni emergeranno, afferma Clark.