Ricerca, test su micro sensore gel, fa il check-up al cervello e si dissolve

E’ un cubo di idrogel di 2 millimetri cubi, più piccolo di un chicco di grano. Ma, nonostante le sue microscopiche dimensioni, dentro di sé ha tutto ciò che serve per un ‘check-up’ al cervello. E una volta portata a compimento la missione si dissolve nel giro di un certo numero di settimane. A svilupparlo è stato un team di scienziati in forze in atenei di Cina e Singapore. Il minisensore viene impiantato nello spazio intracranico con un classico ago da puntura, solo un po’ più grande, senza bisogno di interventi chirurgici. Nei test condotti su animali (ratti e maiali) ha dimostrato “promettenti prestazioni di rilevamento” di più parametri. Il sensore di metagel, spiegano gli autori dello studio pubblicato in questi giorni su ‘Nature’, è in grado di rilevare in modo indipendente la pressione intracranica, la temperatura, il pH e altri parametri, garantisce una profondità di rilevamento di 10 cm e si degrada entro 18 settimane.

Quello che si sta esplorando, sottolineano gli scienziati, è “un nuovo paradigma per il rilevamento ultrasonico con un metamateriale acustico morbido, un idrogel metastrutturato (metagel) completamente bioriassorbibile e miniaturizzato. Essendo l’unico impianto, è possibile monitorare in modalità wireless segnali fisiologici intracranici utilizzando sonde a ultrasuoni esterne. La strada del metagel è stata percorsa perché, nonostante i notevoli sforzi messi in campo dalla ricerca sull’elettronica, questa non è ancora riuscita a rispondere ad alcune sfide che restano aperte.

“I metamateriali acustici morbidi possiedono proprietà straordinarie per il rilevamento e la comunicazione wireless a lunga distanza senza l’aggiunta di componenti elettronici”, evidenziano gli sviluppatori del nuovo sensore.

I sensori di metagel, illustrano nello studio gli esperti della Huazhong University of Science and Technology di Wuhan e della Nanyang Technological University di Singapore, comprendono “idrogel biodegradabili e reattivi allo stimolo e colonne d’aria periodicamente allineate con uno specifico spettro di riflessione acustica. Impiantato nello spazio intracranico, il metagel si deforma in risposta ai cambiamenti ambientali fisiologici, causando spostamenti della frequenza di picco delle onde ultrasoniche riflesse che possono essere misurati in modalità wireless da una sonda ecografica esterna”.

Il monitoraggio diretto e preciso della fisiologia intracranica “riveste un’enorme importanza nel delineare le lesioni, la prognosi e la prevenzione di eventuali malattie”, osservano gli scienziati. “Gli strumenti clinici cablati che utilizzano elettrocateteri percutanei sono accurati ma sono soggetti a infezioni, limitazioni alla mobilità del paziente e potenziali complicazioni chirurgiche durante la rimozione”. In questo senso, “i dispositivi impiantabili wireless offrono una maggiore libertà operativa, pur comportando problemi quali un raggio di rilevamento limitato”. Rispetto agli studi esistenti sui sensori impiantabili wireless, “il nostro sensore metagel offre vantaggi specifici per quanto riguarda le dimensioni dell’impianto, i segnali multipli disaccoppiati e la biodegradabilità” e “apre diverse possibilità”.

I test sono ancora in una fase preclinica e ci vorrà del tempo. Però lo scenario futuro che si prospetta, se gli studi andassero a buon fine rispettando le promesse, è quello di “iniettare questi micro sensori nel corpo umano, ovviando alla necessità di un intervento chirurgico; monitorare più parametri in modo preciso, continuo e in modalità wireless utilizzando un dispositivo a ultrasuoni portatile o indossabile; e infine, dopo la durata del monitoraggio prevista, lasciar degradare il metagel, senza necessità di estrarlo chirurgicamente”. Gli autori si dicono convinti che questi risultati “catalizzeranno il progresso di sensori impiantabili wireless sicuri e compatti, con il potenziale di soppiantare il paradigma del sensore clinico che incorpora fili percutanei”.