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Sviluppo di biosensori impiantabili

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Il biosensore di Profusa emette una fluorescenza attraverso la pelle per comunicare con un palmare o un lettore portatile.

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La rivoluzione dei wearables è ben avviata nel settore sanitario e i pazienti stanno già beneficiando di terapie e monitor portatili che stanno migliorando la loro vita. Ma rimangono ancora molte sfide, soprattutto per quanto riguarda i beni indossabili impiantabili. Non solo tali dispositivi devono essere biocompatibili, ma devono anche essere in grado di funzionare in modo coerente e affidabile nel corpo umano non accogliente. Ci deve essere anche una forte esigenza clinica e un business case che incoraggi sia i medici che i pazienti verso un impianto impiantabile.

Profusa ha trovato il modo di affrontare tali complessità con un biosensore piuttosto semplice che può essere iniettato sotto la pelle. Il suo primo utilizzo è stato nella Piattaforma Ossigeno Lumee a marchio CE (vedi sotto il grafico e questo video) in cui i biosensori impiantati rilevano l'ossigeno disciolto nel tessuto degli arti inferiori dei pazienti in trattamento per l'ischemia cronica degli arti. "Abbiamo sviluppato un modo per monitorare i pazienti a casa per prevenire l'amputazione, se si spera che i sintomi si manifestino presto", ha detto a MD+DI Ben Hwang, presidente e CEO di Profusa Inc. Ha parlato recentemente nella tavola rotonda di BIOMEDevice San Jose, "How Sensors Support the Wearables Revolution", il 4 dicembre.

Altre potenziali applicazioni per l'impianto di rilevamento dell'ossigeno includono il monitoraggio dei tessuti delle vittime di ustioni e dei pazienti chirurgici. L'azienda sta anche sviluppando biosensori in grado di monitorare il glucosio, il lattato, l'anidride carbonica e altre molecole.

Il biosensore Profusa è costituito da un singolo trasduttore che emette una fluorescenza attraverso la pelle per comunicare con un lettore portatile o montato sulla pelle. Il biosensore impiantato è in grado di superare una delle maggiori sfide per gli impianti, le difese naturali del corpo umano. "Il corpo ha la capacità di identificare ciò che non appartiene", ha detto Hwang a MD+DI dopo la tavola rotonda. "Il sistema immunologico si attiva, i macrofagi cercano di mangiarlo, e se questo non funziona, il corpo lo spegne con il tessuto cicatriziale. Così nel tempo il segnale di trasmissione di un sensore impiantato diminuisce. Il sensore in sé va bene, ma finisce per misurare il tessuto cicatriziale"

Hwang ha detto che Profusa è in grado di silenziare questa risposta del corpo estraneo perché è morbida e flessibile, fatta della stessa classe di materiale di una lente a contatto. "Inoltre, è poroso come una spugna, con fori ben definiti, quindi le cellule non lo 'vedono' veramente e finiscono per riempire l'impalcatura", ha detto. "Il record più lungo per un dispositivo Profusa impiantato è di 4,5 anni"

Inoltre, il dispositivo impiantabile non necessita di alimentazione a bordo per comunicare con il lettore portatile. "Abbiamo progettato tasche di legame per le molecole sul sensore che ogni fluoresce un risultato", ha spiegato Hwang. La forza della fluorescenza, che è la somma di tutte le molecole tascabili, può essere calcolata dal sensore portatile per rappresentare la concentrazione di uno specifico biochimico nel tessuto circostante.

Il sensore potrebbe potenzialmente misurare più biochimici contemporaneamente attraverso il multiplexing, ha detto Hwang.

Hwang definisce la soluzione "economica", aggiungendo che "il lettore è un componente durevole al prezzo simile a quello di altri prodotti durevoli di consumo". L'onere finanziario non sarà mai un problema con i nostri prodotti"

I prodotti da indossare per i pazienti in genere sono articoli sanitari a basso costo, ha detto, ma per fornire un vero valore al sistema sanitario devono essere in grado di risolvere un problema sanitario di grande valore, piuttosto che essere solo un giocattolo per il consumatore. "Crediamo di avere un prodotto clinicamente validato da portare in casa ad un costo inferiore", ha detto. "Siamo anche focalizzati a fornire informazioni clinicamente rilevanti che interessano ai medici"

Oltre agli usi finali di cui sopra, il biosensore di Profusa potrebbe anche essere utilizzato per misurare la saturazione di ossigeno nei tessuti dei pazienti affetti da BPCO e apnea del sonno, ha detto Hwang. "Profusa potrebbe fornire misurazioni oggettive piuttosto che un feedback del paziente, perché i pazienti spesso si abituano a sentirsi male", ha detto.

Profusa aveva ricevuto una sovvenzione DARPA per sviluppare il biosensore.