Nuovi sviluppi per le iniezioni senza aghi
Ogni giorno vengono utilizzati all’incirca 44 milioni di aghi, strumenti fondamentali per la vaccinazione, il prelievo di sangue e la somministrazione controllata dei farmaci. Inoltre, grazie a essi sono stati realizzati milioni di tatuaggi. In ogni caso, gli aghi devono essere usati correttamente, incutono paura in molte persone e generano una grande quantità di rifiuti. La possibilità di iniettare fluidi nei tessuti molli senza aghi potrebbe esercitare un profondo impatto, sia nel settore sanitario che in altri ambiti. Un metodo promettente in tal senso impiega getti di microfluidi ad alta pressione per perforare la superficie, un obiettivo che, nonostante possa sembrare semplice, si è rivelato incredibilmente difficile da raggiungere. David Fernandez Rivas(si apre in una nuova finestra), ingegnere nucleare qualificato che lavora ora come docente presso l’Università di Twente, si augura di riuscire a conseguirlo. «Analogamente a come le persone con i tatuaggi vengono stigmatizzate e i pazienti (ad esempio quelli affetti da diabete) devono superare ostacoli e discriminazioni, ho approfondito le modalità con cui nel passato sono state impiegate altre tecnologie per effettuare iniezioni senza aghi», afferma. «Ciò che contraddistingue il lavoro di ingegneria da me svolto è il suo carattere interdisciplinare e transconfinario.» Fernandez Rivas ha coordinato il progetto BuBble Gun(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, guidando un team di ricercatori impegnati a migliorare il controllo dei getti di microfluidi. L’équipe ha lavorato al fine di ottenere una penetrazione pulita, senza schizzi o dispersioni che possono causare contaminazione o alterare il dosaggio desiderato.
Esplorare la balistica delle goccioline
Il team ha perlopiù eseguito esperimenti in laboratorio, utilizzando componenti microfluidici e ottici allo scopo di espellere goccioline di fluidi diversi. «La balistica di queste goccioline ci ha permesso di studiare fenomeni molto interessanti, tra cui l’impatto sui surrogati della pelle, come primo passo verso il futuro conseguimento dell’iniezione senza aghi», aggiunge Fernandez Rivas. La tecnica(si apre in una nuova finestra) utilizzata dal team si basa sull’impiego di un laser per riscaldare un liquido in un piccolo canale. Con l’aumentare della temperatura si forma una bolla in rapida crescita che genera getti rapidi dalle dimensioni molto ridotte, paragonabili a quelle delle cellule cutanee. «Questo ci consente di iniettare o impregnare la pelle senza danneggiarla, come avviene con gli aghi», spiega Fernandez Rivas.
Progettazioni prototipo basate su laser
Uno dei principali risultati del progetto è stato l’utilizzo di diversi laser, combinati con varie progettazioni di canali microfluidici, che ha permesso al team di stabilire un ampio spazio a livello di parametri(si apre in una nuova finestra) per guidare lo sviluppo futuro di getti minuti per applicazioni biomediche e di altro tipo. Gli scienziati hanno già ottenuto diversi brevetti per la propria tecnologia, nonché sviluppato tre prove di concetto pilota. Il lavoro ha vinto(si apre in una nuova finestra) una serie(si apre in una nuova finestra) di premi(si apre in una nuova finestra) che, secondo Fernandez Rivas, mettono in evidenza la rilevanza del loro approccio.
Dalla stampa 3D alle iniezioni nelle piante
Lo sviluppo di iniezioni senza aghi potrebbe generare un notevole impatto in vari settori, come la produzione additiva, nota anche come stampa 3D. «Il deposito di piccoli volumi di materiali diversi può fornire ulteriore controllo sulle proprietà di nuovi materiali, oppure migliorare quelli esistenti», osserva Fernandez Rivas, il cui progetto BuBble Gun è stato finanziato dal Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra). Negli ultimi anni il team ha testato iniezioni nelle piante, nella pelle ex vivo e in diversi liquidi rilevanti per i processi chimici. Grazie al successo ottenuto dal progetto, Fernandez Rivas ha co-fondato una società spin-off, FlowBeams(si apre in una nuova finestra), che punta a immettere sul mercato la tecnologia senza aghi nel futuro. «Di recente abbiamo anche ottenuto una sovvenzione di transizione del CEI(si apre in una nuova finestra) per migliorare il livello di maturità tecnologica del prodotto e ci sono stati assegnati altri premi, tra cui il CES Las Vegas Innovation Award(si apre in una nuova finestra) di quest’anno», afferma Fernandez Rivas. «In definitiva, la nostra ambizione è sviluppare una piattaforma tecnologica che consenta soluzioni sostenibili e adatte ai pazienti, chiamata Future Under Our Skin(si apre in una nuova finestra) (il futuro sotto la nostra pelle).»
