Arriva pillola “smart” che monitora la respirazione e la frequenza cardiaca

Un gruppo di ricercatori americani ha messo a punto il primo dispositivo ingeribile in grado di monitorare, dall’interno e in sicurezza, alcuni segni vitali come la respirazione e la frequenza cardiaca. L’innovativa “pillola”, descritta sulla rivista Device, ha il potenziale per fornire cure accessibili e convenienti per le persone a rischio di overdose da oppioidi. “La capacità di facilitare la diagnosi e monitorare molte condizioni senza dover ricorrere all’ospedale può fornire ai pazienti un accesso più facile alle cure e supportare il trattamento“, afferma Giovanni Traverso, primo autore dello studio, professore associato nel Dipartimento di Ingegneria Meccanica al Massachusetts Institute of Technology e gastroenterologo presso il Brigham and Women’s Hospital.

La “pillola” intelligente è mini-invasiva e più conveniente

Negli ultimi anni, gli scienziati hanno sviluppato una miriade di dispositivi ingeribili. A differenza dei dispositivi impiantabili come i pacemaker, quelli ingeribili sono facili da usare e non richiedono un intervento chirurgico. Ad esempio, i medici utilizzano capsule ingeribili delle dimensioni di una pillola per eseguire colonscopie, una procedura tradizionalmente eseguita in ospedale. “L’idea di utilizzare un dispositivo ingeribile è che un medico possa prescrivere queste capsule, e tutto ciò che il paziente deve fare è ingerirle”, afferma Benjamin Pless, coautore dello studio e fondatore della Celero Systems, sviluppatore di dispositivi medici con sede nel Massachusetts. “Le persone sono abituate a prendere pillole, e i costi dell’uso di dispositivi ingeribili sono molto più convenienti rispetto alla conduzione di procedure mediche tradizionali”, aggiunge.

L’innovativa pillola può essere utile per la diagnosi di overdose e di apnea notturna

La pillola di monitoraggio dei parametri vitali, o VM Pill, funziona monitorando le piccole vibrazioni del corpo associate alla respirazione e al battito cardiaco. La pillola può rilevare se una persona smette di respirare dall’interno del tratto digestivo. Per testare la VM Pill, il team ha inserito il dispositivo nello stomaco di maiali anestetizzati. I ricercatori hanno quindi somministrato ai maiali una dose di fentanyl che ha causato l’arresto della respirazione, come avviene durante un’overdose da fentanyl nell’uomo. Il dispositivo ha misurato in tempo reale la frequenza respiratoria del maiale e ha avvisato i ricercatori, che sono riusciti a invertire l’overdose. Il team ha testato il dispositivo anche sugli esseri umani per la prima volta, somministrando la VM Pill a coloro che venivano valutati per l’apnea notturna, un disturbo in cui la respirazione si interrompe e riprende durante il sonno. Molte persone con questa condizione hanno difficoltà a ricevere una diagnosi, in parte perché è necessaria la permanenza in un laboratorio del sonno, dove vengono collegati a dispositivi esterni per monitorare i loro parametri vitali durante il sonno.”Dato il nostro interesse per la sicurezza degli oppioidi, ci siamo resi conto che l’apnea notturna presenta molti dei sintomi della depressione respiratoria indotta dagli oppioidi”, afferma Pless.

Il dispositivo ingeribile permette il monitoraggio a distanza

I ricercatori hanno somministrato la VM Pill a 10 pazienti con apnea notturna presso la West Virginia University. Il dispositivo è stato in grado di rilevare quando la respirazione dei partecipanti si interrompeva e di monitorare la frequenza respiratoria con un’accuratezza del 92,7%. Rispetto alle macchine esterne per il monitoraggio vitale, la pillola può monitorare la frequenza cardiaca con un’accuratezza di almeno il 96%. La sperimentazione ha anche dimostrato che il dispositivo è sicuro, e tutti i partecipanti lo hanno espulso nei pochi giorni successivi all’esperimento. “L‘accuratezza e la correlazione di queste registrazioni sono eccellenti rispetto agli studi clinici standard che abbiamo effettuato nei nostri laboratori del sonno”, afferma Ali Rezai, coautore del paper e neuroscienziato presso il Rockefeller Neuroscience Institute, West Virginia University. “La capacità di monitorare a distanza segnali vitali critici dai pazienti senza fili, cavi o la necessità di tecnici medici apre la porta al monitoraggio dei pazienti nel loro ambiente naturale rispetto alla clinica o all’ospedale”, aggiunge.

Allo studio possibili “aggiornamenti” della pillola per estenderne le applicazioni

Traverso afferma che la versione attuale della VM Pill attraversa il corpo in circa un giorno, ma ci sono modifiche che possono apportare al dispositivo per consentirgli di rimanere più a lungo per il monitoraggio a lungo termine. In futuro, sperano anche di aggiornare il dispositivo in modo che possa somministrare farmaci per invertire condizioni come l’overdose da oppioidi automaticamente una volta che il dispositivo rileva i sintomi. “Nel futuro, ci sono molte situazioni, compresa l’overdose da oppioidi e altre condizioni respiratorie e cardiache, che potrebbero sicuramente beneficiare di questo dispositivo ingeribile“, conclude Traverso.

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