Da strumento per l’igiene del cavo orale a dispositivo diagnostico di ultima generazione. L’idea di usare il filo interdentale per monitorare i livelli di stress è dei ricercatori della Tufts University, negli Usa, che con un progetto pubblicato sulla rivista ACS Applied Materials and Interfaces hanno cercato di integrare la tecnologia nei gesti più comuni della nostra routine per trasformarli in strumenti di controllo della salute, rapidi, non invasivi e che non richiedano alcun intervento attivo da parte dell’utente. All’interno del filo interdentale è infatti integrato un sensore in grado di rilevare i livelli di cortisolo nella saliva, uno degli indicatori biologici più affidabili dello stress, e di trasmetterli al proprio smartphone.
Un filo interdentale “intelligente”
Il filo è realizzato con materiali biocompatibili e combina diverse tecnologie all’avanguardia. Un sottile canale microfluidico assorbe piccole quantità di saliva durante l’uso: è sufficiente una quantità minima— circa 0,1 mL — per avviare il processo. Questa viene poi trasportata, per capillarità, verso una zona centrale dove è collocato un sensore elettrochimico miniaturizzato. Quando il cortisolo si lega al sensore, modifica un segnale elettrico che viene registrato e trasmesso via Bluetooth a uno smartphone. L’intero processo è completamente automatico, senza bisogno di reagenti chimici esterni, laboratori o personale specializzato.
Il cuore del sistema è un elettrodo di grafene inciso al laser, rivestito con un polimero speciale chiamato eMIP (electropolymerized molecularly imprinted polymers) progettato per riconoscere e legare selettivamente le molecole di cortisolo. Il vantaggio degli eMIPs rispetto ai tradizionali biorecettori, come anticorpi o aptameri, è la loro stabilità, versatilità e facilità di integrazione in dispositivi elettrochimici, rendendoli ideali per applicazioni point-of-care.
Per verificare l’affidabilità della tecnologia, i ricercatori hanno condotto una serie di test presso la Tufts University. La saliva è stata raccolta da volontari in condizioni controllate: prima, durante e dopo situazioni di stress acuto, per osservare le variazioni fisiologiche del cortisolo. In questa fase, i partecipanti non hanno utilizzato direttamente il filo interdentale ma i campioni sono stati applicati manualmente sul dispositivo per testare la funzionalità del sensore e il corretto trasporto del fluido tramite capillarità. Utilizzando un tracciante fluorescente, i ricercatori hanno potuto osservare visivamente il percorso della saliva lungo il filo, dimostrando che l’assorbimento e il trasporto funzionano perfettamente in condizioni simili a quelle del cavo orale.
I risultati del test
I dati ottenuti sono estremamente promettenti. Il sensore è riuscito a rilevare concentrazioni di cortisolo fino a 0,048 picogrammi per millilitro, una sensibilità eccezionale per un dispositivo portatile. Il tempo totale per completare una misurazione — dalla raccolta alla lettura del risultato — è stato inferiore a 12 minuti. Ma il risultato più significativo è emerso dal confronto con i test di laboratorio. Quando i dati raccolti dal filo sono stati messi a confronto con quelli ottenuti mediante i test standard per questo tipo di analisi, la corrispondenza è risultata quasi perfetta: il coefficiente di correlazione ha raggiunto r = 0,9910, il che significa che i due metodi forniscono risultati praticamente identici. Il sensore ha inoltre dimostrato un’elevata ripetibilità: le misurazioni su più campioni hanno mostrato uno scarto inferiore al 5%. E non si è lasciato ingannare da molecole simili: il cortisolo è stato distinto con precisione da altre sostanze presenti naturalmente nella saliva, come cortisone, testosterone o glucosio. In altre parole, il sensore non solo funziona, ma lo fa con grande affidabilità.
Meglio dei metodi di laboratorio
I metodi tradizionali, come il test ELISA, sono accurati ma richiedono tempo, attrezzature costose e personale specializzato. Sono lenti, invasivi e poco adatti a un monitoraggio frequente. Altri sensori portatili basati su enzimi o anticorpi presentano problemi di stabilità, e per funzionare hanno bisogno di refrigerazione o di reagenti esterni. Il filo “sensorizzato”, invece, è completamente autosufficiente: non ha bisogno di reagenti, è stabile a temperatura ambiente e trasmette i dati direttamente a uno smartphone. È realizzato con materiali sintetici economici e robusti, ideali per una produzione su larga scala e un uso quotidiano. E sebbene il dispositivo non sia stato testato in un contesto domestico, i risultati ottenuti sono promettenti non solo per rilevare il cortisolo, ma anche altri biomarcatori salivari in grado di fornire informazioni preziose sulla salute.
Foto: Pink Sherbet Photography from USA via Wikipedia Commons CC
