Memorizzazione di informazioni mediche sotto la superficie della pelle

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Nota dell'editore: questo articolo è stato aggiornato per chiarire che questa ricerca è stata sviluppata per aiutare a evitare morti prevenibili in parti del mondo in cui non sono disponibili sistemi cartacei o digitali per l'archiviazione dei registri delle vaccinazioni dei pazienti. Molti vaccini richiedono dosi multiple distanziate a determinati intervalli; senza registrazioni accurate, le persone potrebbero non ricevere tutte le dosi necessarie. Il metodo è ancora in fase sperimentale e non viene utilizzato per nessuna delle vaccinazioni attuali, compresi i vaccini contro il Covid-19.

Ogni anno, la mancanza di vaccinazioni porta a circa 1,5 milioni di morti prevenibili, soprattutto nei paesi in via di sviluppo. Un fattore che rende più difficili le campagne di vaccinazione in quelle nazioni è che ci sono poche infrastrutture per archiviare le cartelle cliniche, quindi spesso non esiste un modo semplice per determinare chi ha bisogno di un particolare vaccino.

I ricercatori del MIT hanno ora sviluppato un nuovo modo per registrare la storia vaccinale di un paziente: archiviando i dati in uno schema di colorante, invisibile a occhio nudo, che viene somministrato sotto la pelle contemporaneamente al vaccino.

“Nelle aree in cui le carte di vaccinazione cartacee vengono spesso perse o non esistono affatto, e i database elettronici sono inauditi, questa tecnologia potrebbe consentire il rilevamento rapido e anonimo della storia vaccinale dei pazienti per garantire che ogni bambino sia vaccinato”, afferma Kevin McHugh, un ex postdoc del MIT che ora è assistente professore di bioingegneria alla Rice University.

I ricercatori hanno dimostrato che il loro nuovo colorante, costituito da nanocristalli chiamati punti quantici, può rimanere per almeno cinque anni sotto la pelle, dove emette luce nel vicino infrarosso che può essere rilevata da uno smartphone appositamente attrezzato.

McHugh e l'ex scienziato in visita Lihong Jing sono gli autori principali dello studio, che appare oggi su Science Translational Medicine. Ana Jaklenec, ricercatrice presso il Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT, e Robert Langer, professore del David H. Koch Institute del MIT, sono gli autori senior dell'articolo.

Un record invisibile

Diversi anni fa, il team del MIT ha deciso di ideare un metodo per registrare le informazioni sulle vaccinazioni in modo da non richiedere un database centralizzato o altre infrastrutture. Molti vaccini, come quello contro il morbillo, la parotite e la rosolia (MMR), richiedono dosi multiple distanziate a determinati intervalli; senza registrazioni accurate, i bambini potrebbero non ricevere tutte le dosi necessarie.

"Per proteggersi dalla maggior parte degli agenti patogeni, sono necessarie più vaccinazioni", afferma Jaklenec. “In alcune aree del mondo in via di sviluppo, può essere molto impegnativo farlo, poiché mancano dati su chi è stato vaccinato e se hanno bisogno o meno di ulteriori vaccinazioni”.

Per creare una cartella clinica decentralizzata “sul paziente”, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo tipo di punti quantici a base di rame, che emettono luce nello spettro del vicino infrarosso. I punti hanno un diametro di soli 4 nanometri circa, ma sono incapsulati in microparticelle biocompatibili che formano sfere di circa 20 micron di diametro. Questo incapsulamento consente al colorante di rimanere al suo posto, sotto la pelle, dopo essere stato iniettato.

I ricercatori hanno progettato il colorante in modo che venga erogato tramite un cerotto con microaghi anziché tramite una siringa e un ago tradizionali. Tali cerotti sono ora in fase di sviluppo per fornire vaccini contro il morbillo, la rosolia e altre malattie, e i ricercatori hanno dimostrato che il loro colorante potrebbe essere facilmente incorporato in questi cerotti.