Trattare la retinopatia diabetica e misurare i livelli di zucchero con lenti a contatto smart: la rivoluzione dei dispositivi indossabili si avvicina
Monitorare in tempo reale e in modo non invasivo il corpo umano, raccogliere dati e fornire nuovi modi per gestire lo stato di salute: sono solo alcune delle possibili applicazioni dei dispositivi indossabili. Tra i “wearable” ci sono le lenti a contatto intelligenti (o “smart”): stando agli studi svolti finora, in futuro potranno consegnare farmaci, rilevare danni ai tessuti dell’occhio e anche sfruttare la realtà aumentata per darci informazioni in tempo reale su ciò che ci circonda. Recentemente, un gruppo di ricerca della Pohang University of Science & Technology (POSTECH), in Corea del Sud, ha sviluppato una tecnologia di lenti a contatto smart in grado di misurare i livelli di zucchero per monitorare il diabete e trattare la retinopatia diabetica. Lo studio è stato pubblicato su Science Advances.
La bioelettronica è una materia di grande interesse negli ultimi anni, dato che permette di unire le proprietà dei materiali e l’elettronica per creare dispositivi sanitari innovativi impiantabili o wearable. Tra i vari dispositivi in fase di studio, le lenti a contatto smart sono molto promettenti per le applicazioni sanitarie, perché l’occhio è una interfaccia eccellente per questo tipo di intervento terapeutico. Eccellente perché la superficie dell’occhio è facilmente raggiungibile, non prevede tecniche invasive ed è collegata al cervello in modo diretto. Sono state diverse le sperimentazioni in questo ambito, anche se le applicazioni sono ancora molto limitate.
Misurare i livelli di glucosio con una lente a contatto, ma come? Grazie al monitoraggio continuo della concentrazione di glucosio nelle lacrime, che si è visto essere correlato a quella del sangue. I ricercatori della POSTECH hanno costruito una lente a contatto intelligente, controllabile a distanza per il monitoraggio non invasivo del glucosio e della somministrazione di farmaci per il trattamento della retinopatia diabetica. Il dispositivo è costruito su un polimero biocompatibile e contiene circuiti elettrici ultrasottili e flessibili, biosensori e sistemi di somministrazione controllata di farmaci e di comunicazione dati. Più nello specifico, la lente è composta da cinque parti principali: un biosensore, un sistema per l’erogazione di farmaci, un sistema di trasferimento di energia senza fili, un microcontrollore a circuito integrato con un’unità di gestione dell’alimentazione e un sistema di comunicazione a distanza a radiofrequenza. Una limitazione, evidenziata anche da altri studi, è il tempo di ritardo rilevato tra i cambiamenti di concentrazione di glucosio nel sangue e nelle lacrime. In questo caso, le prove sono state fatte su modello animale (conigli) e il gruppo di ricerca ha verificato che il livello di glucosio del sangue corrispondeva a quello del sangue.
La lente a contatto smart è una tecnologia degna di nota, ma con alcune questioni cruciali che devono essere affrontate prima di passare alla pratica clinica. Un esempio riguarda il tipo di materiale utilizzato, che tendenzialmente è opaco (chip, sensori, interconnessioni) e può limitare la visione. È un oggetto estraneo e i materiali fragili e rigidi che compongono i circuiti possono danneggiare i tessuti. Inoltre, servono apparecchiature ingombranti e costose per la misurazione, cosa che limita fortemente l’uso delle lenti al di fuori dei laboratori di ricerca. L’innovazione portata da questo studio risolve parzialmente i problemi: infatti, sono stati usati nanomateriali trasparenti, più morbidi ed è stata eliminata la necessità di ulteriori apparecchiature collegate per la misurazione, cosa che rende le lenti più stabili. Il gruppo di ricerca si sta preparando a effettuare test clinici per la valutazione di sicurezza e di efficacia.
Non solo glucosio, ma anche colesterolo, ioni sodio e ioni potassio: sono diversi i parametri misurabili. Sono in corso ricerche anche sulle stimolazioni elettriche per trattare disturbi cerebrali come la malattia di Alzheimer e Parkinson. L’interesse verso una patologia come il diabete è abbastanza scontato: colpisce oltre 400 milioni di persone nel mondo e ha un impatto importante sulla società, sia dal punto di vista umano e sanitario che da quello economico. Il diabete è una malattia cronica che si traduce in una vita di iniezioni di insulina, visite di controllo e di misurazione dei livelli di glucosio del sangue. Questa tecnologia permetterebbe di sostituire i controlli dei livelli di glucosio nel sangue che i pazienti sono costretti a fare quotidianamente. Il futuro del monitoraggio del diabete potrebbero quindi essere le lenti intelligenti e i ricercatori sperano che si possa passare all’applicazione clinica di queste tecnologie in tempi brevi.