L’iperkaliemia colpisce circa sette milioni di persone tra Europa e Stati Uniti, configurandosi come una delle complicazioni metaboliche più comuni e gravi, con un forte impatto sui sistemi sanitari. La condizione, caratterizzata da un eccesso di potassio nel sangue, può avere conseguenze fatali se non diagnosticata tempestivamente: tra queste, le più temute sono le aritmie cardiache che possono insorgere in poche ore, soprattutto nei pazienti sottoposti a emodialisi. Attualmente, il monitoraggio dei livelli di potassio avviene solo in ospedale o in ambulatorio attraverso esami del sangue, limitando la possibilità di diagnosi precoce e gestione autonoma.
È in questo contesto che si inserisce il lavoro congiunto del Fraunhofer Institute for Microengineering and Microsystems (IMM) e della start-up francese Ki’tech, impegnati dal 2021 in una collaborazione innovativa che ha già dato vita ai progetti BIMONKI e BIMONKI 2, interamente finanziati da Ki’tech.
Un patch per misurare il potassio nel liquido interstiziale
L’obiettivo della partnership è lo sviluppo di una soluzione minimamente invasiva capace di monitorare biomarcatori metabolici presenti nel liquido interstiziale, il fluido che si trova tra i capillari sanguigni e le cellule del corpo. Le concentrazioni di potassio in questo fluido corrispondono a quelle plasmatiche, rendendolo un parametro affidabile per il monitoraggio clinico.
Il dispositivo, progettato come un patch monouso dal diametro di cinque-sette centimetri, viene applicato sul braccio del paziente e collegato a un’app per smartphone. Grazie a un sensore elettrochimico e a un sistema microfluidico miniaturizzato, il cerotto è in grado di rilevare i livelli di potassio in tempo reale e mostrarli sullo schermo del telefono. La trasmissione dei dati avviene via NFC o Bluetooth a basso consumo, garantendo la completa automazione del processo senza alcuna azione richiesta al paziente.
Prevenzione delle complicanze nei pazienti dializzati
Secondo il ricercatore Dr. Michael Baßler del Fraunhofer IMM, il rischio maggiore si presenta nei giorni di pausa della dialisi, in particolare durante i fine settimana, quando i pazienti non hanno un controllo medico ravvicinato e l’accumulo di potassio può portare a disturbi del ritmo cardiaco potenzialmente letali. “La nostra ambizione è ridurre la morbilità e la mortalità, migliorando al tempo stesso la qualità della vita di chi convive con questa condizione”, sottolinea la Dr.ssa Sisi Li, anch’essa coinvolta nel progetto.
Grazie al patch, i pazienti potranno gestire in autonomia la propria salute, intervenendo tempestivamente con adeguati accorgimenti dietetici o seguendo le indicazioni del medico. L’applicazione, oltre a mostrare i valori in tempo reale, invierà notifiche automatiche e condividerà i dati con una piattaforma di supporto clinico. In questo modo, il personale sanitario potrà fornire raccomandazioni personalizzate o, in caso di livelli critici, indicare la necessità di recarsi al pronto soccorso.
Dalla ricerca alla pratica clinica
Il Fraunhofer IMM, forte della sua esperienza nello sviluppo di sistemi microfluidici, dispositivi MEMS e lab-on-a-chip, ha curato il design hardware del patch, l’estrazione del fluido interstiziale e la calibrazione dei sensori. La tecnologia è attualmente in fase di brevettazione internazionale e si propone come un vero e proprio “equivalente del test glicemico”per i pazienti a rischio di iperkaliemia.
Mentre oggi il controllo del potassio richiede esami di laboratorio e visite ospedaliere, con questa soluzione i risultati saranno disponibili in pochi minuti, direttamente a casa. Il dispositivo esiste già come dimostratore tecnologico e i partner del progetto prevedono l’avvio dei primi trial clinici entro la fine dell’anno. Una nuova frontiera nella medicina preventiva e personalizzata, capace di trasformare radicalmente la gestione dell’iperkaliemia e di migliorare in modo significativo la qualità di vita dei pazienti dializzati e di tutti coloro che sono esposti a questa pericolosa complicazione metabolica.