Capsule intelligenti con antenne biodegradabili sviluppate al MIT potrebbero rivoluzionare il monitoraggio dell’aderenza terapeutica. Garantirebbe l’assunzione corretta dei farmaci in pazienti a rischio, grazie a un sistema radiofrequenza sicuro e biocompatibile.
Il mancato rispetto delle prescrizioni mediche, in particolare per quanto riguarda l’assunzione regolare dei farmaci, rappresenta una delle sfide più gravi e persistenti nel sistema sanitario globale. Si stima che ogni anno siano centinaia di migliaia le morti evitabili attribuibili alla mancata aderenza terapeutica, con impatti economici che superano i miliardi di dollari a livello internazionale.
Le conseguenze di una gestione errata o irregolare della terapia possono essere particolarmente critiche per i pazienti trapiantati, affetti da infezioni croniche come l’HIV o la tubercolosi, o da patologie neuropsichiatriche che compromettono le capacità cognitive. In questo contesto, una tecnologia in grado di confermare in modo affidabile l’avvenuta assunzione di un farmaco può rappresentare un punto di svolta.
Un team interdisciplinare del Massachusetts Institute of Technology (MIT), guidato dal Prof. Giovanni Traverso, ha sviluppato una nuova tipologia di capsula farmaceutica in grado di inviare un segnale radio non appena viene ingerita. Questo sistema innovativo è stato presentato in uno studio pubblicato su Nature Communications e si basa sull’integrazione di un’antenna a radiofrequenza biodegradabile all’interno di una capsula farmaceutica convenzionale.
Il principio di funzionamento si articola in tre fasi distinte:
Un elemento distintivo di questa tecnologia rispetto ai precedenti tentativi di tracciamento con radiofrequenza è l’uso esclusivo di materiali completamente bioresorbibili, ad eccezione del microchip. L’antenna, realizzata in zinco, è progettata per degradarsi progressivamente in ambiente gastrico entro una settimana, insieme alla struttura in cellulosa che la contiene.
Il chip RF, di dimensioni pari a circa 400 x 400 micrometri, è l’unico componente non biodegradabile, ma è concepito per attraversare l’apparato digerente ed essere espulso naturalmente.
La scelta dei materiali non è casuale: zinco e cellulosa sono già ampiamente utilizzati in dispositivi medici e supplementi alimentari, con un profilo di sicurezza ampiamente consolidato. Inoltre, il progetto ha considerato anche l’impatto ambientale, selezionando materiali compatibili con la biodegradazione naturale per evitare accumuli residui nei tessuti o nell’ambiente.
La fase sperimentale preclinica ha previsto test su modelli animali, nei quali il sistema ha dimostrato un’elevata affidabilità. Dopo l’ingestione della capsula, il segnale RF è stato rilevato da un ricevitore esterno posto a una distanza di circa 60 centimetri.
La comunicazione avviene entro 10 minuti dall’ingestione, un tempo compatibile con l’assorbimento iniziale di molti farmaci orali. Questo permette di avere una conferma quasi immediata dell’aderenza, senza la necessità di strumenti invasivi o continui controlli diretti da parte del personale medico.
Il potenziale applicativo di questa tecnologia copre diversi ambiti della medicina clinica. In particolare, è stato identificato un forte interesse per:
La tracciabilità automatica, trasmessa a un sistema esterno (come un wearable o uno smartphone), può fornire ai clinici uno strumento oggettivo per valutare l’effettiva assunzione del trattamento, intervenendo tempestivamente in caso di dimenticanze o rifiuto volontario.
Attualmente il team di ricerca sta pianificando ulteriori studi preclinici e l’avvio di test sull’uomo. La prospettiva è quella di integrare la tecnologia con dispositivi indossabili in grado di ricevere il segnale emesso dalla capsula e trasmetterlo a un sistema cloud o al medico curante.
Questo tipo di infrastruttura potrebbe essere integrata con applicazioni per la gestione della terapia, consentendo notifiche automatiche, feedback personalizzati e archiviazione dei dati per la revisione clinica. L’adozione di protocolli sicuri per la trasmissione dei dati sarà essenziale per garantire la privacy dei pazienti e la conformità alle normative internazionali come il GDPR o l’HIPAA.
Il progetto è stato reso possibile grazie al supporto congiunto di enti accademici e agenzie federali. Tra i principali finanziatori figurano:
Le attività sperimentali si sono svolte anche all’interno delle strutture del MIT.nano, infrastruttura all’avanguardia per la micro- e nano-fabbricazione, che ha permesso la realizzazione dei componenti in scala micrometrica.
L’introduzione di capsule intelligenti biodegradabili che comunicano dall’interno dello stomaco rappresenta un passo significativo verso l’ibridazione tra farmacologia tradizionale e tecnologie digitali. A differenza di altri sistemi elettronici ingeribili, la soluzione sviluppata al MIT pone al centro la sicurezza a lungo termine, l’usabilità clinica e la compatibilità con l’organismo.
La capacità di monitorare l’assunzione effettiva dei farmaci in modo non invasivo, combinata con la scomparsa graduale dei materiali utilizzati, apre nuove prospettive nella gestione personalizzata delle terapie. Se i test clinici confermeranno l’efficacia e la sicurezza dimostrate nei modelli animali, questa tecnologia potrebbe ridefinire il paradigma dell’aderenza terapeutica in molteplici settori della medicina.