La Nuova Sardegna

Quando si parla di miniaturizzazione e sensori intelligenti in genere si pensa all'elettronica. Ma si stanno realizzando progressi nella tecnologia dei sensori, come anche nella scienza dei materiali e più in generale nell'ingegneria, con un notevole impatto anche in campo medico. I più recenti sviluppi riguardano i dispositivi non invasivi "indossabili" per cure personalizzate. Ciò consente il monitoraggio continuo in tempo reale del paziente, con la determinazione di tutta una serie di dati come il livello del glucosio, i cambiamenti di temperatura, la pressione del sangue e le funzioni neurologiche.Ad esempio, un gruppo di ricercatori della Scuola di Ingegneria della Tufts University (Massachussets), hanno sviluppato un sensore miniaturizzato che si può montare su un dente e che traccia quello che una persona mangia. In tempo reale, i dati vengono trasmessi via radio ad un dispositivo digitale come un telefono cellulare. Tali informazioni potranno essere di aiuto per stabilire un legame fra ciò che un individuo mangia e il suo stato di salute.

In un articolo su Advanced Materials News, i ricercatori descrivono il modo in cui il sensore trasmette dati su glucosio, sale e alcool. Si sono effettuati test su persone dopo che queste avevano bevuto succo di mela, bevande alcoliche, acqua e avevano mangiato diversi tipi di minestre. I ricercatori ritengono che i loro sensori possano essere ulteriormente modificati, al fine di trasmettere informazioni su molti altri tipi di cibi, sostanze chimiche e stati fisiologici. Il lavoro si sta svolgendo presso l'Ultrafast Nonlinear Optics and Advanced Biomaterials guidato da Fiorenzo Omenetto, direttore della ricerca e professore di ingegneria biomedica alla Tufts.Il nuovo sensore è sufficientemente flessibile per adattarsi alla superficie irregolare di un dente. E' quadrato con il lato di circa 2 mm ed è costituito da tre strati, con lo strato centrale che raccoglie le informazioni e i due strati periferici d'oro. Insieme, i tre strati costituiscono una mini antenna, che raccoglie e trasmette dati in radiofrequenza. A seconda dei cibi che vengono a contatto con il sensore, la frequenza del segnale cambia, consentendone l'identificazione.

Questi non sono i primi sensori sviluppati per il monitoraggio del cibo con cui ci si alimenta, ma i tipi precedenti soffrivano di varie limitazioni, come la presenza di componenti scomodamente ingombranti, come microfoni, accelerometri, ed altro.Una delle maggiori difficoltà affrontate dai ricercatori della Tufts è stata l'identificazione dei materiali più adatti per il nuovo sensore, con particolare riguardo al fatto che dovesse funzionare in un ambiente umido. Il gruppo della Tufts ritiene comunque che questo loro sensore, per quanto innovativo, sia in qualche modo ancora primitivo, nel senso che ritengono sia aperta la strada alla costruzione di sensori molto più sofisticati, sensibili e specifici a seconda degli scopi per cui dovranno essere utilizzati.

Ad esempio si sta già pensando a sensori complessi in grado di misurare e memorizzare a dati intervalli di tempo l'esatto numero di calorie associate al cibo consumato, o anche, più semplicemente, la registrazione, sempre a dati intervalli di tempo, del valore del pH della bocca.Dal punto di vista scientifico, uno dei prossimi obiettivi è quello di aumentare la sensitività dei dispositivi e la loro capacità di monitorare specifiche sostanze nel cavo orale, che siano indicative dello stato di salute di una persona. Per fare questo, occorre lavorare ulteriormente sui materiali di cui il sensore è costituito, al fine di ottenere strati di materiali "biorispondenti" alle sostanze chimiche di tipo più diverso. Essenzialmente, ciò che è stato realizzato, è stata l'estensione della più comune tecnologia Rfid a un sensore in grado di registrare e trasmettere dinamicamente informazioni sulle sostanze presenti nell'ambiente in cui si trova, sia quindi nel caso che sia applicato a un dente, che alla pelle o ad altra superficie del corpo umano.