La ricerca scientifica apre nuove frontiere nel monitoraggio della salute, sfruttando il potenziale del sudore come fonte di informazioni vitali. Presso il Sensing Technologies Laboratory della Libera Università di Bolzano, un team di ricercatori, sotto la guida della professoressa Luisa Petti, sta sviluppando sensori innovativi capaci di rilevare nel sudore umano specifici biomarcatori legati alla risposta del sistema immunitario. L'obiettivo primario di questo lavoro è l'integrazione di tali sensori in dispositivi indossabili, rendendo così possibile un monitoraggio della salute semplice, continuo e non invasivo, attraverso un campione biologico raccolto direttamente sulla superficie della pelle.
Un progetto di particolare rilievo, sviluppato dal ricercatore altoatesino Moritz Ploner, si concentra sulla creazione di un sensore in grado di rilevare simultaneamente due importanti citochine: l'interleuchina 6 (IL-6) e il fattore di necrosi tumorale alfa (TNF-alfa). Queste citochine sono molecole fondamentali coinvolte attivamente nella complessa risposta del sistema immunitario. Variazioni significative nella loro concentrazione possono essere associate a diverse condizioni patologiche dell'organismo, tra cui patologie gravi come la sepsi, il cancro, infezioni virali come il Covid e malattie neurodegenerative come il morbo di Parkinson. La capacità di monitorare queste molecole offre nuove prospettive per la diagnosi precoce e la gestione di queste condizioni.
Tecnologia all'avanguardia per l'analisi del sudore
Il sensore sviluppato presso la Libera Università di Bolzano (unibz) si basa sull'utilizzo di elettrodi a base di carbonio, stampati su un supporto flessibile. Questa flessibilità è cruciale per l'integrazione in dispositivi indossabili. Per garantire il riconoscimento selettivo delle citochine, la superficie degli elettrodi viene opportunamente modificata. Questo processo include l'applicazione di nanoparticelle d'oro e di aptameri. Gli aptameri sono brevi sequenze di DNA o RNA, selezionate per la loro straordinaria capacità di riconoscere e legarsi in modo specifico e selettivo a una determinata molecola bersaglio. In questo contesto, il sistema è progettato per il riconoscimento mirato di IL-6 e TNF-alfa all'interno del sudore umano, garantendo alta precisione e specificità.
Un aspetto centrale del dispositivo è la sua capacità di raccolta e convogliamento del sudore. Affinché gli aptameri possano legarsi efficacemente alle citochine presenti, il liquido biologico deve essere trasportato in modo efficiente fino all'area di analisi del sensore. Per questo scopo, i ricercatori hanno ideato e sviluppato un sofisticato sistema microfluidico. Questo sistema è progettato per raccogliere il sudore dalla superficie della pelle e convogliarlo con precisione verso il sensore. La combinazione sinergica di elettrodi flessibili, nanoparticelle d'oro, aptameri e l'innovativa microfluidica costituisce la struttura fondamentale del dispositivo studiato nel laboratorio bolzanino, rappresentando un avanzamento significativo nel campo della sensoristica indossabile.
Validazione e prospettive future
La funzionalità del sensore per le citochine è stata sottoposta a rigorosi test utilizzando campioni di sudore umano prelevati da un gruppo di 20 volontari. Le prove condotte hanno confermato la capacità del sistema di rilevare efficacemente sia l'IL-6 che il TNF-alfa, dimostrando la sua robustezza anche in presenza di campioni con caratteristiche chimico-fisiche differenti, come variazioni di pH e composizione ionica. Questo risultato viene indicato come un passo significativo nella validazione della tecnologia, aprendo la strada a ulteriori sviluppi e applicazioni nel campo del monitoraggio della salute.
