Sistema ciliare robotico innovativo rivoluziona la diagnosi e il monitoraggio delle malattie respiratorie
RomeScienziati guidati da Xiaoguang Dong hanno sviluppato un nuovo strumento per il monitoraggio delle malattie delle vie respiratorie: le cilia sensoriali robotiche. Queste cilia artificiali possono misurare il muco nelle vie aeree umane e fornire dati cruciali su infezioni, ostruzioni e malattie come la fibrosi cistica, la broncopneumopatia cronica ostruttiva e il cancro ai polmoni. Lo studio, pubblicato su PNAS, dimostra che questo sistema può offrire informazioni in tempo reale e continuative sulla condizione delle vie respiratorie, superando alcune limitazioni di metodi attuali come le scansioni TC e le ispezioni con broncoscopio.
Il design trae ispirazione dal funzionamento delle ciglia naturali nel corpo umano. Queste cilia artificiali utilizzano campi magnetici per muoversi e misurare variazioni come lo spessore e l'adesività del muco nelle vie respiratorie.
Attuazione magnetica per la manipolazione di ciglia artificiali
La manipolazione di ciglia artificiali magnetiche viene realizzata tramite attuazione magnetica. Un sensore a base di gauge flessibile rileva le variazioni nella forma delle ciglia per determinare la viscosità del muco. Il sensore di capacità misura lo spessore dello strato di muco. Un sistema magnetico indossabile consente l'auto-calibrazione e la regolazione della sensibilità.
Il sistema è stato testato su trachee di pecore sia artificiali che reali, mostrando ottimi risultati per la diagnosi precoce delle malattie. Le informazioni vengono trasmesse senza fili a smartphone o piattaforme cloud, permettendo il monitoraggio delle condizioni anche al di fuori delle strutture ospedaliere. Questo consente una migliore gestione delle malattie grazie a cure personalizzate, trattamenti tempestivi e risultati sanitari migliorati per i pazienti.
Titolo coinvolgente: Rilevazione precoce delle malattie tramite trachee di pecora e tecnologie mobili
Il team del Vanderbilt University Medical Center sta collaborando con esperti in ingegneria meccanica, medicina e chirurgia toracica per migliorare la loro ricerca. Il progetto, guidato da Xiaoguang Dong, ha ricevuto il Trailblazer R21 Award da parte del NIH. Questo riconoscimento evidenzia l'importanza potenziale del loro lavoro per il settore sanitario.
Questa tecnologia ha numerosi effetti significativi. Monitorando continuamente parametri come lo spessore e la viscosità del muco, i medici possono prendere decisioni più informate, migliorando l'assistenza per le persone con gravi problemi polmonari. L'integrazione di un sistema di monitoraggio wireless evidenzia la tendenza a collegare le tecnologie sanitarie con gli strumenti digitali, un'area in forte crescita nella sanità moderna. Questo nuovo sviluppo rappresenta un importante progresso nella gestione delle malattie polmonari, offrendo speranza per trattamenti e monitoraggio dei pazienti più efficaci.
Lo studio è pubblicato qui:
http://dx.doi.org/10.1073/pnas.2412086121e la sua citazione ufficiale - inclusi autori e rivista - è
Yusheng Wang, Carlos Negron, Alend Khoshnaw, Steven Edwards, Hieu Vu, Joseph Quatela, Nathan Park, Fabien Maldonado, Caitlin Demarest, Victoria Simon, Caglar Oskay, Xiaoguang Dong. Sensory artificial cilia for in situ monitoring of airway physiological properties. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024; 121 (46) DOI: 10.1073/pnas.2412086121
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