‎Il materiale a base di seta inserito sotto la pelle cambia colore in risposta all’ossigeno e in futuro potrebbe essere adattato per monitorare il glucosio e altri componenti del sangue‎.

 

 

‎Le persone si tatuano per ricordare un evento o una persona, per fare una dichiarazione o semplicemente come abbellimento estetico. Ma immaginate un tatuaggio che potrebbe essere funzionale: dice quanto ossigeno si sta usando durante l’allenamento, misurando il livello di glucosio in qualsiasi momento della giornata o monitorando una serie di diversi componenti del sangue o l’esposizione alle tossine ambientali.‎

All’inizio della pandemia, per esempio, i saturimetri (quei dispositivi che si attaccano al dito per misurare il livello di ossigeno nel sangue) erano diventati introvabili, tanto il loro uso era importante per capire quanto grave fosse la malattia negli infetti, dato che il livello di ossigeno è un parametro essenziale per disporre il ricovero in ospedale in caso di carenza elevata.

Averne uno sempre a disposizione potrebbe essere importante non solo per quell’evenienza, ma per un sacco di altri utili impieghi per monitorare la nostra salute.

‎Ora gli ingegneri della Tufts University hanno fatto un passo importante per far sì che ciò accada con l’invenzione di un materiale a base di seta posto sotto la pelle che si illumina o si attenua sotto una lampada quando esposto a diversi livelli di ossigeno nel sangue. Hanno riportato le loro ‎‎scoperte in Advanced Functional Materials‎‎.‎

‎Il nuovo sensore è costituito da un gel formato dai componenti proteici della seta, chiamato fibroina. Le proteine della fibroina della seta hanno proprietà uniche che le rendono particolarmente compatibili come materiale impiantabile.‎

‎Quando vengono riassemblati in un gel o in un film, possono essere regolati per creare una struttura che dura sotto la pelle da poche settimane a oltre un anno. La seta è compatibile con il nostro corpo ed è improbabile che scateni una risposta immunitaria.‎

‎Sostanze nel sangue come glucosio, lattato, elettroliti e ossigeno disciolto offrono una finestra sulla salute e le prestazioni del corpo. Nelle strutture sanitarie, vengono tracciati prelevando sangue o tramite macchine ingombranti. Essere in grado di monitorare continuamente i loro livelli in modo non invasivo in qualsiasi ambiente potrebbe essere un enorme vantaggio.‎

‎I diabetici, ad esempio, devono prelevare sangue per leggere il glucosio, spesso su base giornaliera, per decidere cosa mangiare o quando assumere farmaci. Lo scopo team della Tufts è quella di rendere il monitoraggio molto più semplice, facendo luce – letteralmente – sulle condizioni di una persona.‎

‎”La seta fornisce una notevole confluenza di molte grandi proprietà”, ha detto David Kaplan, professore di ingegneria presso la Tufts University School of Engineering e ricercatore principale dello studio. “Possiamo metterla in film, spugne, gel e altro ancora. Non solo è biocompatibile, ma può contenere additivi senza modificarne la chimica, e questi additivi possono avere capacità di rilevamento di molecole nel loro ambiente. Il sensore di ossigeno è una prova per una gamma di sensori che potremmo creare”.‎

‎La chimica delle proteine della seta rende più facile per loro raccogliere e trattenere additivi senza modificare le loro proprietà. Per creare il sensore di ossigeno, i ricercatori hanno utilizzato un additivo chiamato PdBMAP, che si illumina se esposto alla luce di una certa lunghezza d’onda. Quel bagliore ha un’intensità e una durata proporzionali al livello di ossigeno nell’ambiente.‎

‎‎I ricercatori si affidano maggiormente alla componente “durata” della fosforescenza per quantificare i livelli di ossigeno, perché l’intensità del bagliore può variare con la profondità e le dimensioni dell’impianto, il colore della pelle e altri fattori. La durata del bagliore diminuisce all’aumentare dei livelli di ossigeno.‎

‎Negli esperimenti, il sensore impiantato ha rilevato i livelli di ossigeno nei modelli animali in tempo reale e ha monitorato con precisione i livelli alti, bassi e normali.

‎”Possiamo immaginare molti scenari in cui un sensore simile a un tatuaggio sotto la pelle può essere utile”, ha detto Tom Falcucci, uno studente laureato nel laboratorio di Kaplan che ha sviluppato il sensore del tatuaggio. “Come in situazioni in cui qualcuno con una condizione cronica deve essere monitorato per un lungo periodo di tempo al di fuori di un ambiente clinico tradizionale. Potremmo potenzialmente misurare più componenti del sangue utilizzando una matrice di sensori sotto la pelle”.‎

 

 

Immagine: Tom Falcucci, Tufts University

 

 

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