L’ago endovenoso intelligente si ammorbidisce al momento dell’inserimento in un vaso sanguigno.
Se un ago medico per via endovenosa (IV) potesse ammorbidirsi al momento dell’inserimento nel corpo, per adattarsi alla morbidezza del tessuto biologico, i pazienti avvertirebbero meno dolore durante l’iniezione del farmaco, sarebbero più a loro agio durante la somministrazione di fluidi endovenosi e avrebbero meno rischio di danni tissutali alla parete dei vasi sanguigni.
Un team multidisciplinare di ricercatori in Corea ha creato proprio un dispositivo di questo tipo.
I ricercatori, del Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), stanno sviluppando un ago per flebo con una rigidità e una forma che dipendono dalla temperatura corporea.
L’ago convertibile in fase, adattabile e non riutilizzabile, o “P-CARE”, è realizzato in gallio (un metallo tenero con un punto di fusione di 29,76 °C), che forma il telaio meccanico cavo dell’ago, incapsulato all’interno di un silicone morbido ad alta resistenza allo strappo.
L’ago è rigido a temperatura ambiente e può perforare i tessuti biologici molli. Una volta inserito nel corpo, tuttavia, diventa morbido e flessibile a causa della maggiore temperatura locale dei tessuti e può adattarsi dinamicamente alla deformazione dei tessuti iniettando il fluido in modo affidabile.
È importante sottolineare che l’ago mantiene il suo stato morbido dopo la rimozione dal corpo, impedendo un riutilizzo inappropriato o lesioni accidentali da puntura d’ago.
In modalità rigida, l’ago P-CARE ha un’elevata rigidità alla flessione e una forza di inserimento simile a quella di un catetere endovenoso standard calibro 18.
Ha una portata massima raggiungibile paragonabile a quella di un catetere endovenoso standard calibro 22 e può erogare in modo affidabile fluido fino a un raggio di curvatura di 5 mm.
Una volta in modalità rammollita in vena, la curvatura dell’ago P-CARE non è influenzata dalla portata del fluido erogato attraverso il canale interno (quando si utilizzano portate tipiche dei cateteri endovenosi standard).
Su Nature Biomedical Engineering, i ricercatori spiegano che la regolazione della rigidità con un’adattabilità superiore dei tessuti è una caratteristica unica dell’ago P-CARE.
“Supera il limite fondamentale dei dispositivi di accesso IV convenzionali, che hanno una rigidità intrinsecamente elevata e fissa e possono portare a traumi tissutali nel sito di iniezione, in particolare quando il paziente si muove, a causa della grande discrepanza meccanica tra l’ago rigido e i tessuti molli”.
Hanno anche integrato un sensore di temperatura a film sottile nell’ago P-CARE per il rilevamento della temperatura corporea.
Durante un farmaco per via endovenosa, i pazienti ospedalizzati possono sperimentare cambiamenti nella loro temperatura corporea interna o perdite involontarie di liquido infuso negli strati sottocutanei.
Tali condizioni devono essere adeguatamente monitorate in quanto possono portare a complicazioni che richiedono ulteriori procedure mediche.
Attraverso studi sui topi in vivo ed esperimenti ex vivo nel tessuto muscolare suino, i ricercatori hanno dimostrato l’affidabile capacità di rilevamento della temperatura in loco dell’ago P-CARE.
l team ha anche eseguito studi di biocompatibilità in vivo di 14 giorni nei topi. I risultati hanno mostrato che gli aghi P-CARE hanno causato un’infiammazione significativamente inferiore rispetto ai dispositivi di accesso IV standard di dimensioni simili costituiti da aghi metallici o cateteri di plastica quando inseriti nel tessuto muscolare.
L’ago P-CARE è stato anche in grado di erogare farmaci in modo affidabile come i dispositivi di accesso IV commerciali.
I ricercatori sperano che l’ago per flebo ammorbidito venga tradotto per l’applicazione clinica. Ciò richiederà diversi studi sistematici, il primo dei quali per stabilire il livello di sicurezza del dispositivo, confrontato con i requisiti della Food and Drug Administration (FDA) statunitense.
Il team sta inoltre migliorando continuamente il design, la struttura e l’imballaggio dell’ago, per valutarne ulteriormente l’affidabilità a lungo termine e la sicurezza d’uso nei vasi sanguigni.
Immagine: KAIST Bio-Integrated Electronics and Systems Research Group
