Smart pad with embedded heterogeneous microsystems for preterm birth diagnostics

Nel presente lavoro di tesi è presentata la prima realizzazione di uno “smart pad” per bio-analisi delle secrezioni vaginali su piattaforma indossabile. In particolare, questo sistema è progettato per la diagnosi di parto pretermine. La valutazione del rischio di nascita pretermine (PTB) è un problema importante in ostetricia e ginecologia. L’insorgenza precoce del travaglio, infatti, colpisce una gravidanza su dieci e, soprattutto, il 50% dei casi è completamente inaspettato. Oggi, il rischio di parto pretermine è unicamente stimato in ospedale. La paziente viene sottoposta a una valutazione clinica e, successivamente, se il medico nota la presenza di sintomi o indicatori di rischio, la diagnosi può essere confermata grazie a test eseguiti su bio-marcatori la cui concentrazione nelle secrezioni vaginali è direttamente collegata all’insorgenza di parto pretermine. Il campione biologico viene raccolto attraverso un invasivo tampone vaginale e la procedura di test è condotta da personale qualificato. Nel caso in cui il test risulti positivo, la paziente è ricoverata in ospedale per il monitoraggio di routine, pratica che comporta disagio e costi elevati. Inoltre, ad oggi non viene eseguita alcuna procedura di screening su donne che non presentano sintomi. REA è un progetto spin-off dell'EPFL, il quale propone una nuova soluzione per la diagnostica di parto prematuro: “REA smart pad”. Il dispositivo costituisce il primo strumento di monitoraggio non invasivo e a domicilio per la auto-valutazione del rischio di parto prematuro. Realizzato come un comune assorbente igienico, raccoglie le secrezioni vaginali, esegue analisi sulle concentrazioni di bio-marcatori nel campione biologico e comunica in modalità wireless i dati ottenuti a un'applicazione per smartphone. “REA smart pad” esegue con un approccio point-of-care gli stessi test sui bio-marcatori già ampiamente utilizzati in ospedale. Lo studio presentato in questa tesi pone le basi per lo sviluppo di “REA smart pad”, combinando diverse tecniche allo stato dell'arte per consentire un’efficace raccolta di campione biologico dall’intera area dell’assorbente, un ingegnerizzato spostamento del liquido tramite micro-canali in carta all’elemento centrale, costituito da una piattaforma micro-fluidica con incorporato un sistema miniaturizzato di monitoraggio elettronico in real-time del livello del liquido. Abbiamo testato con successo il prototipo dell’intero dispositivo con un volume limitato di campione assorbito dal sistema di raccolta (inferiore a 300 µL). La presente ricerca su design e progettazione, materiali e processi di fabbricazione rappresenta la prima concreta realizzazione di un “assorbente sanitario intelligente” e pone le basi per lo sviluppo del dispositivo “REA smart pad” per il monitoraggio PTB.