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Un test di coagulazione del sangue portatile ed economico
Milioni di pazienti che assumono il farmaco per fluidificare il sangue Warfarin potrebbero presto utilizzare un kit di test a casa per misurare lo spessore del proprio sangue. Questo dispositivo portatile, dotato di un nuovo sensore micromeccanico, renderebbe molto più facile per questi pazienti curarsi in sicurezza.
Vibrazioni positive: Il sensore ematico MEMS ha due cantilever. Uno misura direttamente lo spessore del sangue, mentre l'altro rileva le vibrazioni di fondo che vengono sottratte per fornire un segnale più chiaro.
Warfarin è usato per trattare pazienti affetti da una serie di condizioni, dall'embolia polmonare e malattie cardiache alla trombosi e all'eccessiva coagulazione del sangue. Ma l'uso del farmaco deve essere costantemente monitorato a causa della tendenza a reagire con altri farmaci e molecole metaboliche, afferma John Curtis, amministratore delegato di MicroVisk , la società con sede nel Regno Unito dietro il nuovo dispositivo. Dieta, consumo di alcol, esercizio fisico e infezione possono influenzare l'efficacia del Warfarin e quindi la capacità del corpo di formare coaguli. Per evitare il rischio di gravi emorragie interne o esterne, le dosi del farmaco devono essere gestite con attenzione attraverso un regolare monitoraggio della coagulazione del sangue.
Di solito, questo significa prelevare un campione di sangue presso uno studio medico, inviarlo per i test di laboratorio e aspettare settimane per i risultati. L'obiettivo di MicroVisk è quello di fornire un kit di test point-of-care o domiciliare che funzioni quasi istantaneamente con la stessa precisione, afferma Curtis.
La coagulazione viene normalmente misurata registrando lo spessore del sangue a intervalli di 100 millisecondi dopo l'aggiunta di un reagente chiamato tromboplastina che avvia la coagulazione. In laboratorio, questo viene fatto misurando il modo in cui la luce si disperde attraverso un campione di sangue. Ma MicroVisk ottiene lo stesso risultato utilizzando una coppia di cantilever vibranti, che vengono immersi in un campione di sangue e fatti vibrare rapidamente.
Il dispositivo è costituito da un sistema microelettromeccanico (MEMS) costituito da due cantilever lunghi 600 micrometri. Questi dispositivi a base di silicio contengono più strati di un polimero conduttore e un materiale piezoelettrico separato che è avvolto lungo la lunghezza di ciascun cantilever. Quando facciamo passare una corrente attraverso il conduttore, riscalda le bobine, che le fa flettere, dice Curtis. La corrente pulsante attraverso le bobine fa vibrare i cantilever, mentre le bobine piezoelettriche generano una piccola corrente che rivela quanto si flettono.
Sono necessari due cantilever, spiega Curtis, perché uno preleva direttamente il sangue, mentre l'altro rileva le vibrazioni di fondo che vengono sottratte per annullare le vibrazioni nell'ambiente circostante.
L'attuale prototipo di MicroVisk richiede l'applicazione di sangue mediante una pipetta. Ma l'azienda sta per progettare un dispositivo che acquisisca e analizzi un campione in una volta sola, simile a un kit per il test del glucosio. Alla società è stato recentemente concesso un brevetto europeo e si è assicurata un finanziamento di 1,7 milioni di dollari, e il suo obiettivo, afferma Curtis, è di arrivare sul mercato entro tre anni.
Dato che approcci simili sono stati utilizzati per misurare la viscosità a livello macroscopico, l'approccio dovrebbe funzionare bene anche a livello microscopico, afferma Todd Przybycien , capo dell'ingegneria biochimica e chimica alla Carnegie Mellon University, a Pittsburgh. Aggiunge che misurare la viscosità, piuttosto che cercare di rilevare particelle specifiche nel sangue, è un compito più gestibile.
A marzo, il Centri per i servizi Medicare e Medicaid (CMS) ha esteso la sua polizza assicurativa sanitaria per consentire ai pazienti con Warfarin negli Stati Uniti di essere coperti per test più frequenti a casa. Il mercato per testare i pazienti su Warfarin è enorme, con un valore globale di oltre $ 2,25 miliardi, afferma Curtis. Questo finirà in modo molto simile al mercato dei test del glucosio.
Limitando le visite mediche, MicroVisk renderà la vita molto più gestibile per le persone che assumono Warfarin, afferma Phil Cooper, direttore del Sensori e strumentazione Rete di trasferimento della conoscenza , un gruppo accademico e industriale con sede presso il Laboratorio Nazionale di Fisica , nell'Oxfordshire, nel Regno Unito, che ha supportato MicroVisk nelle sue fasi iniziali.
Altri dispositivi che svolgono un lavoro simile stanno diventando disponibili ma sono meno precisi, dice Curtis, perché misurano la coagulazione attraverso cambiamenti biochimici indiretti, ad esempio applicando una corrente al sangue e misurando l'impedenza. L'altro vantaggio dell'utilizzo di un sensore MEMS è che richiede meno sangue. Abbiamo bisogno di circa un microlitro di sangue, rispetto a tra 10 e 15 microlitri, aggiunge Curtis. Ciò significa che ogni esame del sangue richiede una puntura di spillo più piccola. Taglierai molte meno terminazioni nervose, quindi fa meno male, dice.