La start-up francese e i ricercatori del Fraunhofer puntano a rivoluzionare il monitoraggio dei pazienti
Test a domicilio: una soluzione minimamente invasiva per la determinazione rapida e semplice dei livelli di potassio nel sangue
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Le persone sottoposte a monitoraggio per una malattia renale cronica o un'insufficienza cardiaca presentano spesso livelli elevati di potassio nel sangue (iperkaliemia) a causa di un'alterata escrezione renale di potassio causata da un danno renale o dai farmaci. Ma tali farmaci interferiscono con l'escrezione urinaria di potassio. Questo squilibrio elettrolitico può essere pericoloso per la vita e deve quindi essere monitorato attentamente. In collaborazione con la start-up francese Ki'tech, i ricercatori dell'Istituto Fraunhofer per la microingegneria e i microsistemi IMM vogliono rivoluzionare il monitoraggio dei pazienti con una soluzione minimamente invasiva che misura i biomarcatori, tra cui il potassio, nel liquido interstiziale sottocutaneo.
L'iperkaliemia colpisce circa sette milioni di persone in Europa e negli Stati Uniti. Si tratta quindi di una complicanza metabolica comune e grave con un impatto significativo sui sistemi sanitari e deve essere diagnosticata in modo rapido e semplice. I pazienti in emodialisi sono particolarmente a rischio di sviluppare iperkaliemia nelle ore successive alla seduta di dialisi, con il rischio di aritmie cardiache pericolose per la vita. Attualmente, il monitoraggio del potassio non è possibile su base ambulatoriale. È qui che entra in gioco il lavoro di ricerca del Fraunhofer IMM e della start-up francese Ki'tech. Le due organizzazioni collaborano dal 2021, prima con il progetto BIMONKI e poi con il progetto BIMONKI 2, finanziato al 100% da Ki'tech. L'obiettivo di questa collaborazione è quello di facilitare il monitoraggio dei pazienti con una soluzione minimamente invasiva che traccia i biomarcatori nel fluido interstiziale utilizzando un cerotto microfluidico e un sensore elettrochimico, sia con misurazioni spot che con un monitoraggio su più giorni. Il liquido interstiziale si trova tra i capillari sanguigni e le cellule del corpo, dove avvengono gli scambi tra i capillari e le cellule. È facilmente accessibile sotto la pelle grazie a dispositivi sviluppati congiuntamente che consentono di accedere a biomarcatori metabolici di piccolo peso molecolare (PM). La loro concentrazione è identica a quella del plasma e il loro monitoraggio sarà facilitato in modo autonomo e a domicilio, con risultati disponibili in pochi minuti e una visualizzazione del livello di potassio su uno smartphone, stabilendo così un proof of concept.
Misurare la concentrazione di potassio in modo rapido e autonomo a casa propria
Progettato come prodotto monouso, il cerotto, che misura da cinque a sette centimetri di diametro, viene applicato sul braccio. È collegato a un'applicazione per smartphone che mostra i risultati della misurazione. La concentrazione di potassio misurata viene visualizzata in tempo reale, consentendo ai pazienti di monitorarla costantemente. I dati vengono trasmessi in modalità wireless tramite NFC (Near Field Communication) o Bluetooth a bassa energia. L'intero processo è completamente automatizzato e non richiede alcun intervento da parte del paziente.
"I pazienti in dialisi di solito si recano tre volte alla settimana per la dialisi, con una pausa di due giorni nel fine settimana. È durante questo periodo interdialitico nel fine settimana che è essenziale che i pazienti abbiano accesso in tempo reale ai loro livelli di potassio, per evitare pericolosi disturbi del ritmo cardiaco o addirittura l'arresto cardiaco", spiega il dott. Michael Baßler, ricercatore del Fraunhofer IMM. Il nostro obiettivo è quello di ridurre la morbilità e la mortalità di questi pazienti e di migliorare la qualità della loro vita", afferma Sisi Li, ricercatore dell'IMM e collega del Dr. Baßler.
La soluzione unica del Fraunhofer è attualmente in fase di richiesta di diversi brevetti. Consente a chiunque sia a rischio di iperkaliemia di misurare da sé i propri livelli di potassio a casa, in modo indolore e sicuro, evitando gravi complicazioni. Ciò consente di gestire attivamente la propria salute, ad esempio adottando una dieta e uno stile di vita adeguati. L'app invierà anche notifiche ai pazienti e trasmetterà i dati a una piattaforma di orchestrazione, consentendo agli operatori sanitari di intraprendere azioni appropriate in base ai livelli osservati, che vanno da semplici raccomandazioni alla richiesta di recarsi al più presto al pronto soccorso. In questo modo, stiamo contribuendo allo sviluppo della medicina personalizzata e preventiva in questo campo.
Eccellenza nello sviluppo di sistemi microfluidici per la diagnostica
Il team guidato dai dottori Baßler e Li è stato responsabile dello sviluppo dell'hardware, in particolare del design microfluidico per l'estrazione del fluido interstiziale e dei sensori miniaturizzati per il processo di misurazione, nonché della calibrazione dei dispositivi. I ricercatori hanno potuto attingere alla loro vasta esperienza nello sviluppo di microdispositivi, tra cui MEMS, sensori e dispositivi lab-on-a-chip per la microfluidica.
Attualmente, i livelli di potassio, importanti per la salute, possono essere misurati solo con un esame del sangue che richiede molto tempo, durante le visite programmate in ospedale o nello studio medico, utilizzando apparecchiature di laboratorio. Con la soluzione di Ki'tech e Fraunhofer, i pazienti e il personale medico ottengono risultati immediati e veloci sui loro smartphone, dando loro una nuova libertà nella gestione della propria salute. I partner del progetto prevedono che il loro sviluppo creerà una sorta di equivalente del test della glicemia. Attualmente questa nuova soluzione minimamente invasiva è disponibile come dimostratore, mentre l'inizio degli studi clinici è previsto per la fine dell'anno.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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