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Microsensor for continuous arterial blood glucose monitoring

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Il glucosio pronto a divenire un parametro vitale all’interno delle unità di terapia intensiva grazie a un biosensore intravascolare

L’inefficienza nel controllo del glucosio incrementa le complicanze e la mortalità per i pazienti ricoverati nelle unità di terapia intensiva. Un team di ricercatori europei ha sviluppato un innovativo sensore minimamente invasivo che consente un monitoraggio continuo dei loro livelli di glucosio.

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Somministrare il dosaggio di insulina più appropriato ai pazienti assegnati alle unità di terapia intensiva è fondamentale e dipende da frequenti misurazioni dei livelli di glucosio. La discontinuità delle misurazioni comporta un’acquisizione inaffidabile dei cambiamenti che avvengono in tali livelli. Inoltre, il monitoraggio continuo del glucosio in pazienti ricoverati in unità di terapia intensiva instabili si è dimostrato un compito impegnativo a causa dell’inaffidabilità dei sensori esistenti o della loro difficoltà di utilizzo in ambito clinico. I misuratori del glucosio più continui si avvalgono di sensori sottocutanei in grado di misurare il glucosio interstiziale, che spesso nei pazienti in unità di terapia intensiva differisce in modo significativo dai livelli di glucosio nel sangue.

Nuovi sensori arteriosi per il monitoraggio continuo del glucosio nelle unità di terapia intensiva

Per affrontare questo problema nodale, il progetto GlucoSet, finanziato dall’UE, ha sviluppato il primo sensore di monitoraggio del glucosio per via arteriosa che fornisce un monitoraggio continuo dei relativi livelli. «La maggior parte dei pazienti viene colpita da iperglicemia da stress o da diabete acquisito in terapia intensiva, ma il dosaggio di insulina ottimale cambia di ora in ora e da paziente a paziente. Il nostro sensore consentirà al personale che lavora in terapia intensiva di monitorare i livelli del glucosio in modo continuativo, così da fornire a ciascun paziente la quantità di insulina a questi necessaria durante la sua permanenza nell’unità di terapia intensiva», spiega Nicolas Elvemo, coordinatore del progetto e amministratore delegato di GlucoSet AS. Il sensore si basa su una tecnologia proprietaria brevettata e utilizza un materiale idrogel intelligente che contiene una molecola legante il glucosio. Quest’ultima è in grado di modificare la propria dimensione in seguito alla variazione dei livelli glicemici: quando entrano le molecole di glucosio si contrae, mentre quando escono si espande. L’idrogel si trova sulla punta di una fibra ottica che riesce a misurare il diametro del gel attraverso l’impiego di una tecnica interferometrica. Le variazioni nella concentrazione del glucosio provocano il cambiamento del volume dell’idrogel, il che determina di conseguenza una variazione del suo diametro. Il sensore è in grado di misurare le variazioni che si verificano nel gel su scala nanometrica, fornendo in pochi secondi una stima accurata del glucosio presente. Il sensore di GlucoSet è estremamente piccolo e può collegarsi facilmente ad altri cateteri arteriosi inseriti nei pazienti senza compromettere il loro funzionamento, consentendo di visualizzare i livelli glicemici in tempo reale su un monitor. Esso è sicuro e minimamente invasivo e offre a infermieri e medici la possibilità di rispondere alle variazioni dei livelli glicemici prima che possano provocare danni. Un’importante svolta nell’architettura del sensore è rappresentata dalla sua solidità rispetto a farmaci, metaboliti, fluttuazioni di temperatura e pH. Le attività del progetto in corso si stanno ora concentrando sull’integrazione del sensore di GlucoSet nel flusso di lavoro dell’unità di terapia intensiva, con l’obiettivo di fare in modo che il glucosio diventi il quinto parametro vitale.

In marcia verso la convalida clinica

Secondo Elvemo, «il risultato più significativo ottenuto dal progetto è stata la trasformazione di GlucoSet AS da un’azienda di sviluppo tecnologico a un’impresa di dispositivi medici in grado di operare in questo settore altamente regolato». Ciò fornisce ai partner l’opportunità non solo di fabbricare prodotti medici, ma anche di testarli nei pazienti. I risultati preclinici hanno mostrato che i sensori di GlucoSet offrono un’elevata precisione, in particolare nei livelli glicemici di basso valore, il che è essenziale per un controllo del glucosio rigoroso. Si tratta di un’importante caratteristica per qualsiasi dispositivo di misurazione del glucosio, soprattutto per quanto concerne la terapia intensiva di insulina. Sebbene la convalida clinica del sistema di GlucoSet non sia stata tuttora completata, i partner sono fiduciosi del fatto che l’assegnazione di finanziamenti futuri sosterrà la generazione di una versione commerciale adatta all’utilizzo in ambito clinico. L’implementazione del biosensore nelle unità di terapia intensiva eserciterà un impatto a livello socio-economico, contribuendo a migliorare gli esiti dei pazienti e a ridurre i costi sanitari.

Parole chiave

GlucoSet, glucosio sensore, unità di terapia intensiva, monitoraggio continuo del glucosio, idrogel, molecola legante il glucosio

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