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Sanità Digitale

Nuove frontiere tecnologiche per il diabete: dispositivi impiantabili e indossabili

A. Boaretto - Founder & CEO Personalive

Le nuove tecnologie possono semplificare la vita dei pazienti e, di conseguenza, avere un impatto positivo importante sull’aderenza terapeutica e la qualità della vita.

In particolare, due tipologie di dispositivi sono promettenti in questo senso per il diabete: i dispositivi impiantabili e i dispositivi indossabili (altrimenti detti “wearables”).

Una delle funzioni principali richieste a queste tecnologie è rappresentata dalla misurazione del glucosio nel sangue. Oggi l’evoluzione dei dispositivi rende possibile misurare in maniera automatica il suo livello grazie al monitoraggio continuo del glucosio (Continuous Glucose Monitoring, CGM). I sistemi CGM più evoluti sono dotati di algoritmi predittivi in grado di avvisare precocemente il paziente in caso di possibili ipo- o iperglicemie. Dunque, le informazioni rilevate in continuo permettono, da un lato, di adattare costantemente la terapia e, dall’altro, di comprendere al meglio le interazioni che la glicemia ha con diversi fattori.

Per quanto riguarda i dispositivi indossabili (i cosiddetti “wearables”), molti player sia della salute sia start-up stanno sviluppando soluzioni per la gestione del diabete: dalle calze smart per garantire la salute del piede diabetico, alle lenti a contatto volte, come i sistemi CGM, alla misurazione del glucosio: il tutto in un paradigma in cui il dato acquisito poi possa essere a disposizione di medico e paziente con opportune app e cartelle cliniche elettroniche.

Sempre più soluzioni dell’Internet of Things (IoT) trovano spazio nel mondo healthcare, per la rilevazione e trasmissione automatica di dati sui parametri vitali e sui movimenti del paziente, al fine di monitorare la malattia e prevenire complicanze.

Nel caso dei pazienti diabetici, la comprensione dell’interazione tra alimentazione, attività fisica e livelli di glucosio nel sangue è fondamentale per la gestione della patologia, ma il controllo di questi molteplici fattori rappresenta un onere considerevole nell’esperienza quotidiana del diabete.

Tuttavia, le nuove tecnologie possono semplificare la vita dei pazienti e, di conseguenza, avere un impatto positivo importante sull’aderenza terapeutica e la qualità della vita.

In particolare, due tipologie di dispositivi sono promettenti in questo senso per il diabete: i dispositivi impiantabili e i dispositivi indossabili (altrimenti detti “wearables”), su cui sia aziende consolidate sia start-up stanno lavorando con soluzioni già in commercio e/o con prototipi risultati di progetti di ricerca in corso.

Più in dettaglio il tema di dispositivi impiantabili, ingeribili e indossabili non riguarda solo il diabete, ma più patologie croniche e impattano anche su tematiche di stile di vita di pazienti sani, nonché di modelli di aderenza e di riduzione dello stigma legato all’esposizione del device del paziente verso gli altri.

Circa il diabete, la ricerca ha già fatto passi avanti per quanto riguarda dispositivi impiantabili, e in commercio sono già disponibili alcune di queste soluzioni. I dispositivi indossabili costituiscono per lo più soluzioni sperimentali, ma le premesse ci sono e lasciano ben sperare; basta guardarsi indietro anche di pochi anni per rendersi conto che le tecnologie e le scoperte in ambito biomedico sono state sensazionali. Il futuro non sarà da meno.

Dispositivi impiantabili in ambito diabete

Una delle funzioni principali richieste a queste tecnologie è rappresentata dalla misurazione del glucosio nel sangue necessaria, ad esempio, per valutare l’efficacia della terapia e per effettuare modifiche di trattamento.

Le soluzioni di monitoraggio tradizionali consistono in una misura “discreta” dei valori di glicemia attraverso la puntura del polpastrello e l’uso di strisce di rilevazione, ma oggi l’evoluzione dei dispositivi rende possibile misurare in maniera automatica questo livello grazie al monitoraggio continuo del glucosio (Continuous Glucose Monitoring, CGM).

I CGM rilevano il glucosio in continuo nel liquido interstiziale e si differenziano tra sistemi in cui il sensore è transcutaneo e altri in cui il sensore è impiantabile. Inoltre, i sistemi più evoluti sono dotati di algoritmi predittivi in grado di avvisare precocemente il paziente in caso di possibili ipo- o iperglicemie.

Dunque, le informazioni rilevate in continuo permettono, da un lato, di adattare costantemente la terapia e, dall’altro, di comprendere al meglio le interazioni che la glicemia ha con diversi fattori.

Il CGM impiantabile, basato sulla tecnologia a fluorescenza, è composto da 3 componenti:

1. Un sensore sottocutaneo;

2. Un trasmettitore che tramite un algoritmo è in grado di convertire la concentrazione di glucosio in un valore numerico;

3. Una mobile app dove vengono visualizzati i dati.

Tutte le misurazioni vengono salvate in modo automatico sul dispositivo mobile del paziente diabetico e, in alcuni casi, possono anche essere inviate al medico curante, permettendogli di avere sempre sotto controllo la situazione del suo paziente.

Il primo sensore CGM impiantabile è disponibile in Italia dal 2019: esso viene impiantato a livello sottocutaneo sulla parte superiore del braccio durante una seduta ambulatoriale di pochi minuti e può durare fino a 180 giorni. Grandi passi avanti sono stati fatti in questo senso grazie alla tecnologia utilizzata, ovvero la fluorescenza, se si considera che tipicamente i sensori transcutanei hanno una durata tra i 7 e i 10 giorni. Per quanto riguarda il funzionamento del software, esso è in grado di avvertire il paziente con un suono o una vibrazione del trasmettitore applicato al braccio del possibile rischio d’ipoglicemia o iperglicemia, permettendo al paziente di gestirle predittivamente.

Figura 1. Il sensore CGM impiantabile installato per la prima volta in Italia nel 2019.

Dispositivi indossabili per il diabete

In materia di dispositivi indossabili (i cosiddetti “wearables”), sia grandi aziende sia start-up stanno sviluppando soluzioni per la gestione del diabete.

Nel 2018, una start-up di San Francisco ha introdotto sul mercato delle calze smart in grado di rilevare tramite sensori di pressione e calore le zone del piede con un’insufficiente irrorazione sanguigna. I diabetici tipo 1 e 2, infatti, soffrono molto spesso di piedi gonfi, ulcere e infezioni che, se diagnosticati e curati in tempo, possono scongiurare situazioni ancora più serie, come il rischio di amputazione.

Figura 2. Le calze smart tengono sotto controllo i segnali d’infiammazione, sintomo delle ulcere del piede diabetico.

Inoltre da diversi anni sono in corso progetti dedicati allo sviluppo di lenti a contatto per la misurazione della glicemia attraverso le lacrime basali.

I prototipi finora concepiti hanno portato a due tipologie di lenti: una simile alle comuni lenti a contatto, l’altra impiantabile chirurgicamente.

In entrambi i casi al loro interno ci sono sensori e microcircuiti in grado di trasmettere i risultati a un dispositivo esterno – ad esempio uno smartphone – ma a seconda che si tratti di lenti monouso o impiantabili chirurgicamente le esigenze sono diverse:

  • nel primo caso è necessario costruire lenti e quindi biosensori dal costo relativamente basso;
  • nel secondo caso, invece, sarà necessario mettere a punto sensori biologici in grado di funzionare correttamente almeno dieci anni per evitare continui interventi al paziente.

Tuttavia, nessuna di queste soluzioni è già pronta per essere commercializzata: le problematiche più significative riguardano l’affidabilità delle misure e, soprattutto, come fornire loro l’energia necessaria senza danneggiare l’occhio.

Figura 3. Componenti delle lenti a contatto per la misurazione della glicemia.

In conclusione…

La ricerca sta lavorando per trovare soluzioni per ottimizzare e agevolare la gestione del diabete da parte di pazienti, medici e caregiver: il cambio paradigmatico di gestione della cura è tracciato; ora spetta ai medici comprenderne le potenzialità in un approccio di medicina di precisione e personalizzata.

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