Un mini dispositivo per monitorare il cuore
È ufficialmente partito il progetto IV-Lab volto a sviluppare un dispositivo multisensore impiantabile nei vasi sanguigni, come vene o arterie periferiche, per monitorare i parametri corporei e, quindi, lo stato di salute di una persona.
Il progetto IV-Lab (acronimo di “In-vessel implantable smart sensing device for personalised medicine”) 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. 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.
Il gruppo di ricerca multidisciplinare mira a progettare e realizzare il prototipo di un dispositivo di dimensioni pari a 1 o 2 cm di lunghezza e 4 mm 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.
photo credit: IIT
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 medici 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.
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 Virgilio Mattoli, ricercatore dell'IIT e coordinatore di IV-LAB. “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.