“Chip” al servizio della salute

Dal “cardiologo” indossabile all’elettronica edibile la healthcare technology sta diventando parte integrante della nostra esistenza. I chip sono dovunque, anche dove meno ce li aspettiamo .

In molti indossano dispositivi come braccialetti o orologi da polso per rilevare parametri vitali e attività motorie mentre si stanno diffondendo a macchia d’olio anche gli abiti dotati di circuiti integrati nei tessuti. Non è ormai fantascienza ma una concreta realtà la fusione anche fisica tra uomo e tecnologia: si pensi all’impianto sottocutaneo di dispositivi miniaturizzati.

La nuova frontiera, però, è rappresentata da un’invenzione che vede in prima fila anche scienziati italiani, l’elettronica “edibile”. I ricercatori del CNST di Milano (Center of Nano Science and Technology) dell’Istituto Italiano di Tecnologia, in collaborazione con il Centro di MicroBioRobotica dell’IIT di Pontedera, in provincia di Pisa, hanno sviluppato dei circuiti commestibili che possono essere stampati con inchiostri biocompatibili su un supporto di carta del tutto identico a quello utilizzato per tatuaggi per bambini. La tecnologia consente di rilasciare un sottilissimo strato di cellulosa, una pellicola ultrasottile, oltre duecento volte meno spesso di un capello, sulla quale possono aderire circuiti elettronici miniaturizzati. Le applicazioni concrete sono importantissime in termini di qualità della vita come ci spiega Mario Caironi, fra gli autori della ricerca.

«Sul fronte medico – sottolinea lo scienziato – è possibile realizzare delle pillole ‘intelligenti’ che comunichino al medico o a un famigliare che il farmaco è stato assunto. Si pensi quanto possa essere importante se il paziente in questione, per esempio, è un anziano che rischia di dimenticare una medicina per la cura di una grave malattia cronica.

I medici, inoltre, potrebbero sfruttare la grande versatilità dell’elettronica edibile per la delicata fase della diagnosi delle malattie a carico dell’apparato digerente che oggi sono riscontrabile soltanto attraverso degli esami invasivi. Ma il vero passo in avanti rispetto a quanto ci offre oggi la scienza – continua Caironi – è rappresentato dal fatto che ciò a cui stiamo lavorando non rappresenta un’evoluzione della ‘classica’ elettronica ingeribile. Noi stiamo sviluppando una tecnologia totalmente commestibile, capace cioè di degradarsi all’interno del nostro organismo in piena sicurezza esattamente come avviene con qualsiasi altro farmaco di uso comune. Oggi, invece, i dispositivi ingeribili sono somministrati in ambiente ospedaliero e devono essere recuperati».

Le possibili applicazioni dell’elettronica ingeribile non sono soltanto mediche ma investono anche il campo della tracciabilità dei prodotti alimentari. «In un futuro non troppo lontano sarà possibile marcare direttamente il cibo, e non esclusivamente il packaging, utilizzando proprio la pellicola di cui parlavo, per limitare i fenomeni di contraffazione. Pensiamo alla protezione dei Dop, bandiera del nostro made in Italy nel mondo. Ma non solo: l’elettronica edibile potrebbe rendere il nostro cibo più sicuro e metterci al riparo da insidie per la salute legate ad una non corretta conservazione. È possibile integrare sensori che leggano lo stato di deperimento dei nostri alimenti e che siano in grado di interagire con un frigo smart per avvisarci della necessità di consumare o di eliminare un determinato alimento».

Che la tecnologia possa aiutarci a vivere meglio è ormai assodato. Nonostante ciò è ancora molto diffuso un malcelato scetticismo nei confronti della robotica che spesso è vista come potenzialmente pericolosa per l’essere umano. Eppure, una delle invenzioni che più ha attratto l’attenzione dei partecipanti alla “Wired health 2019”, la giornata dedicata all’innovazione per la vita tenutasi a Milano nel marzo scorso, è stata proprio Hannes, la nuova protesi di origine robotica realizzata dal laboratorio congiunto Rehab Technologies IIT – Inail, frutto della collaborazione tra Istituto Italiano di Tecnologia e Centro Protesi Inail di Budrio. La protesi è controllata dalla contrazione del muscolo residuo dell’arto mancante mediante un sistema di sensori di superficie e non necessita di impianti o operazioni chirurgiche. Nonostante ciò è in grado di restituire oltre il 90% delle funzionalità perdute grazie a un’estrema versatilità e a un peso simile a quello di una mano umana. Hannes è stata progettata per fare in modo che i movimenti siano quanto più possibile equiparabili a quelli di una mano reale. Frutto di tre anni di lavoro questa protesi sarà commercializzata nel corso dell’anno a un prezzo competitivo anche grazie al supporto del Sistema Sanitario Nazionale.

Accanto a Hannes era presente anche uno strano “marchingegno” da far invidia a un film di fantascienza, chiamato TWIN (gemello). Si tratta di un esoscheletro elettromeccanico per gli arti inferiori, anche questo realizzato dal laboratorio congiunto Rehab Technologies IIT – INAIL. La particolarità di TWIN consiste nella sua trasportabilità e facilità di assemblaggio da parte dei pazienti su sedia a rotelle. L’esoscheletro, dal peso di 25 KG, permette un certo grado di mobilità in posizione eretta, grazie a dei motori elettrici e a delle articolazioni particolarmente efficienti, raggiungendo l’obiettivo di alleviare gli effetti collaterali tipici di una prolungata immobilità come la perdita di massa minerale e di densità ossea, il peggioramento della funzionalità dell’apparato digerente, l’insorgenza di gravi patologie a carico dell’apparato cardiocircolatorio. Inoltre, questo strumento può essere utilizzato in campo riabilitativo grazie a una fitta rete di sensori di cui è dotato che consente una valutazione accurata delle residue funzionalità motorie e la pianificazione della più corretta strategia terapeutica.

La ricerca più recente si sta concentrando sempre di più anche sui dispositivi indossabili in grado di monitorare alcuni parametri fondamentali come, per esempio, il battito cardiaco. Ed è di qualche settimana la notizia secondo la quale l’Apple Watch, che fra le sue funzioni conta anche cardiofrequenzimetro, sarebbe in grado di rilevare uno dei tipi più comuni di aritmia cardiaca, la fibrillazione atriale. A renderlo noto l’Università di Stanford, in California, i cui ricercatori hanno monitorato per più di un anno quasi 420mila persone che indossavano lo smartwatch. Solo lo 0,5% del campione, circa 2100 persone, ha ricevuto un ‘warning’ dal dispositivo sulla possibilità che ci fosse in atto un episodio di fibrillazione, un dato giudicato molto positivo perché sembra scongiurato il rischio di falsi positivi. A questi è stato inviato un nuovo dispositivo per effettuare un elettrocardiogramma a casa, ed è stata effettuata una visita via telemedicina da parte di un medico. Solo un terzo di quelli che hanno indossato il dispositivo per l’ecg hanno avuto un altro episodio del problema, che è intermittente, ma tra questi l’Apple Watch è riuscito a confermarlo nell’84% dei casi.