I ricercatori cinesi hanno sviluppato un sensore cerebrale biodegradabile e wireless delle dimensioni di un seme di sesamo che potrebbe potenzialmente trasformare il modo in cui le condizioni cerebrali vengono monitorate nei pazienti con lesioni alla testa o tumori.
Il metodo convenzionale utilizzato per misurare la pressione intracranica, la temperatura e altri barometri per la salute del cervello consiste nell’inserire un sensore cablato nel cervello. L’impianto e la rimozione del dispositivo richiedono un intervento chirurgico e le aperture lasciate nella pelle durante il monitoraggio aumentano il rischio di infezione.
Per affrontare questi problemi, i ricercatori della Huazhong University of Science and Technology di Wuhan, nella provincia di Hubei, insieme a quelli del Tong Ji Hospital della città e della Nanyang Technological University di Singapore, hanno creato un sensore wireless a forma di cubo che misura 2 millimetri su ciascun lato.
Il minuscolo tubicino può essere iniettato sotto il cranio attraverso un ago e azionato attraverso una sonda ecografica esterna, eliminando la necessità di operazioni invasive e prevenendo le infezioni.
Poiché l’impianto si basa su un materiale biodegradabile chiamato idrogel, può dissolversi in componenti innocui.
I ricercatori hanno testato il sensore su ratti e maiali e hanno scoperto che può funzionare altrettanto bene o addirittura meglio dei sensori cablati convenzionali quando misurano la pressione e la temperatura intracranica. È rimasto stabile per tre o quattro settimane e si è degradato in componenti innocui dopo 18 settimane.
I risultati della loro ricerca sono stati pubblicati dalla rivista scientifica internazionale Nature il 5 giugno.
Zang Jianfeng, professore presso la School of Integrated Circuits dell’università che ha guidato la ricerca, ha affermato che l’invenzione deriva da anni di ricerca sulle proprietà dell’idrogel e della tecnologia acustica flessibile.
Al centro della loro innovazione c’è l’apportare modifiche alla composizione dell’idrogel degradabile in modo che presenti una struttura della colonna d’aria allineata periodicamente. Il materiale si deforma in risposta ai cambiamenti nel suo ambiente, che possono essere rilevati attraverso una sonda a ultrasuoni esterna.
“Finora abbiamo condotto un gran numero di esperimenti, compresi test sugli animali, per esaminarne la sicurezza e la biodegradabilità, e i risultati sono promettenti”, ha detto.
Zang ha aggiunto che il team è in grado di realizzare sensori di diverse dimensioni o forme, in base alla domanda.
“Potrebbe essere un cubo di 1 millimetro o diversi centimetri per lato, o una fetta sottile”, ha detto.
Ha detto che la ricerca del team si sta avvicinando all’applicazione clinica, ma sono necessari ulteriori sforzi per approfondire la collaborazione con i medici, testare gli effetti del sensore nel corpo umano dopo una rigorosa revisione etica e tecnologica ed esplorare modi per utilizzare la tecnologia su scala industriale.
La dimensione del mercato globale dei sensori cablati tradizionali, che servono principalmente pazienti con tumori cerebrali o lesioni traumatiche, è di circa 390 miliardi di dollari.
