Un sensore MEMS termico per la lotta all’aterosclerosi

Un nuovo tipo di sensore MEMS termico potrebbe essere usato nella lotta all’aterosclerosi. Il nuovo dispositivo, posizionato con un catetere durante l’angiogramma, potrebbe individuare le regioni dei vasi sanguigni pre-aterosclerotiche, cioè quelle in cui si stanno formando le placche dell’aterosclerosi, causate da una dieta troppo ricca di grassi e colesterolo e responsabili di infarti e ictus. Il sensore MEMS termico le scopre misurando le modifiche della tensione.

Nuove tecniche per sconfiggere l’aterosclerosi

Un nuovo sensore MEMS termico potrebbe individuare le regioni colpite dall’aterosclerosi che altrimenti non avrebbero mostrato alcun segno clinico di malattia. Un nuovo studio pubblicato sugli “Annals of Biomedical Engineering” mostra che un sensore MEMS termico messo in azione da un catetere può fare un angiogramma in grado di rilevare i primi stadi di aterosclerosi. Il sensore MEMS termico usato cambia di calore per individuare le regioni pre-aterosclerotiche delle arterie che, altrimenti, non avrebbero mostrato alcun segno clinico di aterosclerosi. Anche se i cambiamenti di dieta e di stile di vita spesso possono rallentare l'aterosclerosi nelle sue prime fasi, non esisteva per ora nessun mezzo che potesse individuare in tempo reale le regioni pre-aterosclerotiche. Il metodo con i sensori MEMS ha il vantaggio di essere poco invasivo. La tecnologia ha il potenziale per un’applicazione diffusa e rapida durante le angiografie diagnostiche.

L’autore dello studio, il Dott. Tzung Hsiai, professore associato di Ingegneria Biomedica e Cardiologia presso la University of Southern California, ha dichiarato: "L'innovazione di questo studio risiede nella strategia di trasferimento di calore convettivo per rilevare i cambiamenti in segnali di tensione di uscita nelle regioni arteriose non-ostruttive, anche se infiammate e altrimenti considerate normali".

Gli scienziati hanno dimostrato che la forza di attrito del flusso di sangue agisce sulle pareti dei vasi. Questa è conosciuta come sollecitazione di taglio ed è intimamente coinvolta nello stress ossidativo e nelle risposte infiammatorie che portano all’aterosclerosi. Nelle regioni soggette ad aterosclerosi, il flusso è disturbato, ma l’individuazione di modelli di flusso cambia in tempo reale e rimane una sfida.

Come funziona il sensore MEMS termico

Il gruppo del Dr. Hsiai ha sviluppato un sistema di sensori micro-elettro-meccanici (MEMS) in titanio e platino su una membrana di polimero flessibile per formare elementi sensibili. Hanno posizionato il sensore per mezzo di un catetere nelle arterie per un angiogramma aortico addominale di alcuni conigli che avevano mangiato un alto contenuto di grassi, con una dieta ricca di colesterolo, e in un gruppo di controllo che aveva avuto una dieta normale.

Facendo passare la corrente elettrica attraverso l'elemento sensibile si è generato uno strato termico nel campo di flusso, da cui è stato misurato il trasferimento di calore convettivo in funzione dei segnali di tensione. Nelle regioni con le lesioni dovute all’aterosclerosi, il flusso di sangue è risultato disturbato. Questo fa sì che ci sia una modifica dei segnali di tensione. Il sensore MEMS di misurazione mostra alta tensione a monte del vaso sanguigno che ospitava la placca aterosclerotica, e una bassa tensione a valle.

Gli scienziati hanno concluso che il metodo con il sensore MEMS termico potrebbe individuare le regioni pre-aterosclerotiche che altrimenti non avrebbero mostrato alcun segno clinico di aterosclerosi. Gli autori hanno integrato lo studio con simulazioni matematiche, immagini fluoroscopiche e la dissezione delle aorte per verificare i loro risultati.

Una volta che il sensore MEMS termico ha identificato la lesione aterosclerotica, i medici possono identificare se questa lesione è una placca stabile. Una placca non stabile potrebbe provocare la rottura del vaso, causando infarti e ictus. Ma i cambiamenti dello stile di vita e i farmaci sono in grado di gestire una placca stabile.

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12 Commenti

  1. Avatar photo fra83 7 Aprile 2011
  2. Avatar photo Andres Reyes 7 Aprile 2011
  3. Avatar photo Andres Reyes 7 Aprile 2011
  4. Avatar photo linus 7 Aprile 2011
  5. Avatar photo Antonio Mangiardi 7 Aprile 2011
  6. Avatar photo FlyTeo 7 Aprile 2011
  7. Avatar photo Alex87ai 8 Aprile 2011
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  9. Avatar photo Francesco12-92 9 Aprile 2011
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