Trasformare il sudore in una finestra sullo stato di salute e arrivare, in prospettiva, a un dispositivo indossabile capace di monitorare in modo continuo e non invasivo alcuni importanti indicatori dell’organismo. È l’obiettivo della ricerca condotta dal Sensing Technologies Laboratory della Libera Università di Bolzano, coordinato dalla professoressa Luisa Petti, dove vengono sviluppati sensori flessibili in grado di individuare biomarcatori presenti nel sudore anche quando sono presenti a concentrazioni molto basse. La prospettiva è quella di portare l’analisi di alcune molecole legate allo stato fisiologico e patologico dell’organismo fuori dai tradizionali ambienti di laboratorio, attraverso tecnologie che possano essere indossate direttamente sulla pelle. In questo percorso si inserisce il progetto sviluppato da Moritz Ploner, ricercatore altoatesino di unibz, che ha realizzato un sensore in grado di rilevare contemporaneamente due citochine: interleuchina 6 (IL-6) e fattore di necrosi tumorale alfa (TNF-alfa). Il progetto ha beneficiato del cofinanziamento dell’azienda Empatica e rappresenta uno dei filoni di ricerca sviluppati nell’ambito delle tecnologie per il rilevamento di biomarcatori attraverso il sudore.
IL-6 e TNF-alfa, cosa sono le citochine rilevate dal sensore
Le citochine sono molecole coinvolte nella risposta del sistema immunitario. Le variazioni della loro concentrazione possono essere associate a diverse condizioni patologiche dell’organismo, tra cui sepsi, cancro, COVID e morbo di Parkinson. La possibilità di individuare queste molecole direttamente nel sudore apre quindi una prospettiva di ricerca che punta a rendere il monitoraggio di determinati biomarcatori più semplice e non invasivo. Il sensore sviluppato a Bolzano è stato progettato proprio per riuscire a identificare contemporaneamente IL-6 e TNF-alfa, due citochine che possono fornire informazioni legate ai processi biologici dell’organismo. Il lavoro dei ricercatori non si limita però alla realizzazione dell’elemento sensibile. Per trasformare il principio di funzionamento in una tecnologia effettivamente utilizzabile è necessario mettere a punto un sistema capace di raccogliere il sudore, trasportarlo verso il sensore e gestire l’acquisizione dei segnali prodotti durante l’analisi.
Un sensore flessibile con elettrodi al carbonio e nanoparticelle d’oro
Il dispositivo sviluppato dal gruppo di ricerca di unibz utilizza elettrodi a base di carbonio stampati su un supporto flessibile. La scelta di una tecnologia di questo tipo punta a ottenere una soluzione relativamente economica e scalabile, che possa adattarsi alla superficie del corpo e, in prospettiva, essere integrata all’interno di un dispositivo indossabile. Per rendere possibile il riconoscimento delle citochine, la superficie degli elettrodi viene modificata utilizzando nanoparticelle d’oro e aptameri. Questi ultimi sono brevi sequenze di DNA in grado di riconoscere e legarsi selettivamente a una determinata molecola. È proprio questa capacità di riconoscimento selettivo a permettere al sensore di individuare le molecole di interesse. Gli aptameri devono infatti poter entrare in contatto con le citochine presenti nel sudore affinché il sistema possa effettuare la rilevazione.
La microfluidica porta il sudore fino al sensore
Per rendere possibile questo processo, i ricercatori hanno sviluppato anche un sistema microfluidico. Il suo compito è raccogliere il liquido presente sulla superficie della pelle e convogliarlo fino all’area nella quale avviene l’analisi. La microfluidica rappresenta quindi una componente fondamentale della tecnologia: il sensore, da solo, non sarebbe sufficiente a garantire un sistema indossabile funzionante. La raccolta e il trasporto controllato del sudore devono infatti essere coordinati con la fase di rilevamento dei biomarcatori. Il gruppo della Libera Università di Bolzano sta inoltre lavorando a un sistema basato sulla iontoforesi, una tecnologia che utilizza una corrente elettrica molto debole e non percettibile dall’uomo per stimolare localmente la sudorazione. L’obiettivo è ottenere in questo modo una quantità sufficiente di sudore da analizzare attraverso il sensore, affrontando uno degli aspetti pratici più importanti per lo sviluppo di una tecnologia destinata all’uso indossabile.
Il sensore è già stato testato su 20 volontari
La tecnologia ha già superato una prima fase di sperimentazione utilizzando sudore umano di 20 volontari. I test hanno consentito di verificare la capacità del sistema di rilevare IL-6 e TNF-alfa anche in campioni caratterizzati da condizioni differenti. In particolare, i ricercatori hanno verificato il funzionamento del sensore in presenza di differenze relative, tra gli altri aspetti, al pH e alla composizione ionica del sudore. Si tratta di un passaggio importante perché, in condizioni reali, il sudore non presenta necessariamente caratteristiche identiche da una persona all’altra o in situazioni differenti. La sperimentazione ha quindi permesso di verificare il comportamento del sistema su campioni di sudore umano con caratteristiche diverse, avvicinando la ricerca a condizioni di utilizzo più realistiche. La tecnologia, tuttavia, necessita ancora di ulteriori sviluppi prima di poter essere trasformata in un dispositivo indossabile completo.
La prossima sfida: integrare sensore, microfluidica ed elettronica
Il passaggio successivo della ricerca riguarda proprio l’integrazione delle diverse componenti sviluppate finora. L’obiettivo è arrivare a un unico sistema nel quale possano convivere sensore, componente microfluidica ed elettronica portatile necessaria per acquisire ed elaborare i segnali. La prospettiva è quella di realizzare un dispositivo completamente indossabile, capace di effettuare il monitoraggio direttamente sulla persona e in modo non invasivo. L’integrazione rappresenta una fase decisiva per trasformare i risultati ottenuti in laboratorio in una tecnologia utilizzabile nella vita quotidiana. Non si tratta infatti soltanto di rendere il sensore più piccolo o flessibile, ma di far dialogare in un unico dispositivo tutti gli elementi necessari alla raccolta del sudore, al rilevamento dei biomarcatori e all’elaborazione dei dati.
Un solo sensore per più biomarcatori
Parallelamente allo sviluppo dell’architettura indossabile, la ricerca punta ad ampliare il numero di molecole che possono essere rilevate contemporaneamente. La piattaforma sviluppata dal gruppo di unibz potrebbe infatti essere estesa ad altri biomarcatori e ormoni presenti nel sudore, associati a diverse patologie di interesse medico. L’obiettivo è dunque andare oltre la rilevazione di IL-6 e TNF-alfa e sviluppare una piattaforma capace di effettuare un monitoraggio multiparametrico. La possibilità di analizzare più molecole contemporaneamente potrebbe rendere il sistema più informativo e avvicinare ulteriormente la tecnologia alla prospettiva di un monitoraggio continuo e personalizzato. In questo scenario, il sudore diventerebbe una fonte di informazioni biologiche accessibile attraverso un dispositivo applicato sulla superficie del corpo, senza la necessità di ricorrere a procedure invasive per ogni rilevazione.
Moritz Ploner: “il nostro obiettivo è trasformare il sudore in una vera e propria finestra sullo stato di salute della persona”
A sintetizzare la direzione della ricerca è il ricercatore di unibz Moritz Ploner, che sottolinea la possibilità di utilizzare la tecnologia per arrivare a sistemi di monitoraggio sempre più continui e personalizzati: “il nostro obiettivo – sottolinea il ricercatore di unibz, Moritz Ploner – è trasformare il sudore in una vera e propria finestra sullo stato di salute della persona. La possibilità di rilevare contemporaneamente più biomarcatori attraverso un sensore flessibile e non invasivo potrebbe aprire la strada a sistemi di monitoraggio continui e personalizzati. Abbiamo già verificato il funzionamento del sensore su campioni di sudore umano, ma ora la sfida è integrare sensore, microfluidica ed elettronica in un unico dispositivo indossabile, rendendo la tecnologia sempre più semplice da utilizzare nella vita quotidiana”. La dichiarazione evidenzia il punto in cui si trova oggi il progetto: la capacità di rilevare i biomarcatori nel sudore è già stata verificata su campioni umani, mentre la fase successiva consiste nel riunire le diverse tecnologie in un sistema unico e concretamente indossabile.
Il riconoscimento dell’Euregio Young Researcher Award 2026
Il lavoro di ricerca ha inoltre ricevuto un importante riconoscimento: il progetto ha ottenuto il primo premio nella sezione Scienze dell’Euregio Young Researcher Award 2026, premio dedicato ai giovani ricercatori dell’Euregio. Il riconoscimento si inserisce nel percorso di sviluppo di una tecnologia che punta a combinare biosensori flessibili, microfluidica, iontoforesi ed elettronica portatile per rendere possibile il monitoraggio non invasivo di biomarcatori direttamente attraverso il sudore. Il traguardo raggiunto con i test su 20 volontari costituisce una base per i prossimi sviluppi. La sfida ora è trasformare il sensore già sperimentato in un sistema integrato, capace di raccogliere il sudore, analizzarlo e gestire i relativi segnali attraverso un dispositivo indossabile. Parallelamente, l’ampliamento del numero di biomarcatori rilevabili potrebbe estendere ulteriormente le applicazioni della piattaforma sviluppata dal Sensing Technologies Laboratory della Libera Università di Bolzano.
