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Attualità giovedì 16 maggio 2024 ore 08:07

Multisensore nelle vene per monitorare il cuore

Il multisensore miniaturizzato
Il multisensore miniaturizzato
Foto di: Iit / Cnr

Il dispositivo impiantabile nasce in Toscana grazie a un progetto finanziato dall'Unione europea. Farà da sentinella sui parametri dei pazienti



PONTEDERA — Nascerà in Toscana un multisensore impiantabile nei vasi sanguigni per monitorare la salute del cuore: il progetto firmato Cnr si chiama IV-Lab, è coordinato da Pontedera ed ha ricevuto oltre 4 milioni di euro dall’European Innovation Council (Eic) nell'ambito del programma quadro per la ricerca e l'innovazione Horizon Europe.

Gli scienziati svilupperanno il dispositivo miniaturizzato che, una volta impiantato in vene o arterie periferiche, sarà in grado di monitorare i parametri corporei - emodinamici e biochimici - e quindi lo stato di salute dei pazienti con malattie cardiovascolari.

Il progetto IV-Lab (acronimo di “In-vessel implantable smart sensing device for personalised medicine”) è coordinato dall'Istituto Italiano di Tecnologia (Iit) con il ricercatore della sede di Pontedera Virgilio Mattoli e coinvolge diversi gruppi di ricerca dell’Istituto: il gruppo di Soft Micro-Electronic Materials del Center for Materials Interfaces (Cmi) con sede a Pontedera, il Printed Molecular Electronics Lab dell’IIT a Milano e il Laboratorio Electronic Design all’IIT di Genova. Il Cnr è coinvolto con l’Istituto di fisiologia clinica (Cnr-Ifc) e l’Istituto dei materiali per l’elettronica e il magnetismo (Cnr-Imem), e nel resto dell’Ue istituti con sede in Francia, Germania e Irlanda.

Come sarà il microsensore

Il gruppo di ricerca multidisciplinare mira a progettare e realizzare il prototipo di un dispositivo di dimensioni pari a 1 o 2 centimetri di lunghezza e 4 millimetri di diametro, che incorporerà più sensori. 

Il monitoraggio dei diversi parametri fisiologici avverrà in parallelo, fornendo così informazioni complete sui vasi sanguigni, quali per esempio deformazione dei vasi, pressione sanguigna, ossimetria ed ematocrito, concentrazione di glucosio e altri specifici biomarcatori cardiovascolari che possano fornire informazioni sull’eventualità di uno scompenso cardiaco (quali la troponina e Peptide Natriuretico di tipo B). 

La possibilità di poter monitorare diversi parametri contemporaneamente renderà tale dispositivo del tutto innovativo rispetto a quanto attualmente in commercio.

L’integrazione dei diversi sensori sarà possibile grazie ad avanzate tecniche di fabbricazione che consentono in primo luogo la fabbricazione di sensori su microscala e, in secondo luogo facilitano il loro trasferimento, l'assemblaggio e il collegamento al supporto. L'obiettivo primario - e la visione a lungo termine del progetto - è quello di fornire ai terapeuti un elevato numero di informazioni cruciali per intervenire precocemente contro le insufficienze cardiache.

Il dispositivo, una volta impiantato nel corpo, sarà connesso e alimentato da un sistema esterno di raccolta dati e comunicazione, accoppiato tramite tecnologia wireless, o anche tramite un semplice smartphone, in caso di monitoraggio asincrono on-demand. Le dimensioni ridotte della piattaforma sono pensate per permetterne l’impianto tramite un semplice catetere all’interno di una vena periferica.

I test sulle prestazioni

Per garantire la futura applicabilità della tecnologia, una parte importante del progetto sarà dedicata alla valutazione delle prestazioni del prototipo attraverso specifici test di laboratorio, con un'attenta considerazione delle valutazioni di biocompatibilità.

"Il dispositivo che vogliamo sviluppare troverà importanti applicazioni nel campo delle malattie cardiovascolari”, spiega Mattoli. “Il suo uso sarà rilevante, per esempio, in quei pazienti dove la rilevazione del comportamento emodinamico e di specifici biomarcatori potrebbe essere un elemento chiave per evitare la loro ospedalizzazione e ridurre la mortalità, come nel caso dello scompenso cardiaco o della restenosi coronarica a seguito dell'impianto di stent".

Nella visione dei ricercatori, infatti, il sistema di microsensori impiantati sarebbe completamente connesso in cloud, e i segnali dei sensori dovrebbero essere tracciati e analizzati da un software di intelligenza artificiale, in modo da avvisare in caso di valori anomali, attuando così un protocollo di prevenzione per molte patologie.

Tra i partner stranieri, il consorzio comprende il Trinity College di Dublino (Irlanda), l'Istituto di Bioingegneria della Catalogna - IBEC (Spagna) e l'Università di Stoccarda - USTUTT (Germania). 


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