Progetto SEMPRE

Progetto SEMPRE - ITA

‘Dispositivo SEnsorizzato  di Monitoraggio e wireless per la PREvenzione delle ulcere cutanee’

 

Periodo: 2017 - 2021

 

 

Descrizione delle basi motivazionali del progetto 

Le ulcere cutanee croniche interessano il 3% della popolazione mondiale e sono normalmente gestite in centri ospedalieri specializzati. In caso di infezione un rapido intervento ed una terapia personalizzata potrebbero produrre migliori risultati e qualità di vita per i pazienti, ma queste azioni richiedono un monitoraggio continuo al di fuori dei centri clinici ospedalieri. In pazienti a rischio per lo sviluppo di ulcere da pressione, il monitoraggio domiciliare può essere impiegato a scopo preventivo, con particolari vantaggi in termini di costi sociali ed economici. Oggigiorno i sensori biomedicali e le tecnologie di comunicazione delle informazioni hanno mostrato il potenziale di rivoluzionare la prevenzione e la gestione delle lesioni. In particolare, sensori monouso di temperatura e pH possono risultare interessanti per monitorare la cute a rischio di sviluppo di lesioni. Un incremento di temperatura cutanea è stato correlato con il rischio di sviluppo di ulcere da pressione o del piede diabetico, o con la presenza di uno stato infiammatorio, mentre i valori di pH possono essere utilizzati per stadiare in modo accurato una lesione, che mostrerà un ambiente tendenzialmente acido mentre progredisce verso la guarigione, oppure rivela lo sviluppo di una infezione. Le modificazioni di temperature cutanea locale e di umidità relative, possono avere un ruolo determinante nel predisporre i pazienti allo sviluppo di lesioni cutanee. Negli ultimi dieci anni è molto cresciuto l’interesse nel microclima cutaneo e la sua gestione al fine di prevenire lo sviluppo di lesioni cutanee. Esistono scarsi dati per ottenere conclusioni certe sul fatto che il cambio di microclima cutaneo possa influenzare lo sviluppo di lesioni da macerazione e lesioni associate all’incontinenza. Mentre sono in crescita i dati che confermano che il raffreddamento locale della cute può ridurre la risposta iperemica conseguente allo scarico delle lesioni, alterando alcuni aspetti della produzione di citochine. Tuttavia la interpretazione di questi dati è ostacolata da una ampia variabilità dei parametri inter ed intra individuali. Recentemente è emersa una necessità di comunicazione tra i dati provenienti dai sensori e le ricerche sullo sviluppo di ulcere da pressione al fine di interpretare il ruolo del microclima nella prevenzione dello sviluppo delle lesioni. 

Il progetto di ricerca SEMPRE sta sviluppando un dispositivo di monitoraggio caratterizzato da sensori monouso di pH e temperatura, da una elettronica fornita di sistema con interfaccia Bluetooth per il trasferimento dei dati wireless verso un server ed uno smartphone.
Il concetto di microclima cutaneo viene assimilato tipicamente nella combinazione delle attività svolte tra la temperatura ed il pH di superficie nella interfaccia tra la superficie cutanea e le superfici di supporto, ed è emerso negli ultimi cinque anni che questo settore di ricerca presenta strette connessioni con la patogenesi dello sviluppo di lesioni da pressione. 

Una eccessiva umidità o secchezza della cute può manifestare in anticipo lo sviluppo di modificazioni fisiologiche cutanee. Alti livelli di umidità cutanea, derivanti da perspiratio o incontinenza o essudati delle lesioni, possono ridurre il cross lincaggio del collagene presente nel derma e quindi indebolire lo strato corneo.
Una eccessiva umidità cutanea può inoltre modificare il coefficiente di frizione della cute, rendendo più facile il danno superficiale da abrasione. La cute secca presenta inoltre degli aspetti critici conseguenti al ridotto quantitativo dei lipidi di superficie, assieme al ridotto contenuto di acqua ed indebolimento delle giunzioni dermo epidermiche. L’interazione tra temperatura e pH cutaneo può anche causare danni ai tessuti profondi. Ad esempio, una ridotta umidità relativa può portare ad un incremento di evaporazione cutanea con conseguente riduzione di temperatura cutanea, mentre la slaminazione dello strato corneo aumenta con l’incremento della temperatura e dell’umidità. Il microclima e la prevenzione delle lesioni da pressione sono stati associati per molti anni, sebbene una attiva considerazione dei fattori di microclima si è ridotta nel tempo mentre la ricerca clinica si è focalizzata sulla gestione del carico pressorio. Il microclima rappresenta una area crescente di ricerca nella prevenzione delle lesioni da pressione, sebbene residuano ancora molti ostacoli. 

Descrizione degli obiettivi e dei contenuti innovativi del progetto 

SEMPRE è un progetto ambizioso che vuole fornire una connessione verso la prevenzione e la gestione delle lesioni cutanee, principalmente lesioni da pressione, da incontinenza, lesioni da abrasione. Attraverso soluzioni integrate di nuova generazione, che funzioneranno in modo autonomo con batterie, il dispositivo si prefigge di fornire una valutazione continua ed oggettiva delle condizioni della cute in opposizione alla attuale valutazione clinica soggettiva del personale sanitario. La maggioranza delle ulcere croniche sono causate rispettivamente da diabete e da problemi vascolari , tuttavia un altro importante quantitativo di lesioni sono conseguenti a malattie renali, scompenso cardiaco, ipertensione arteriosa, malattie infiammatorie intestinali e altre patologie internistiche. È evidente che la popolazione affetta da lesioni è molto ampia, solamente il diabete interessa circa 250 milioni di soggetti . L’obiettivo principale del progetto di ricerca è caratterizzato dalla fabbricazione di un nuovo concetto di dispositivo indossabile equipaggiato con Tecnologie di Informazione e Comunicazione. Questo dispositivo consentirà al clinico di: 

  • Monitorare accuratamente differenti parametri cutanei attraverso microsensori integrati non invasivi; 
  • Identificare precocemente danni della cute; 
  • Fornire in remoto una innovativa e personalizzata strategia di prevenzione delle lesioni cutanee;
    L’analisi da parte del medico dei dati collezionati fornirà la base per il processo decisionale ed il controllo remoto della terapia. L’approccio a circuito chiuso offerto dal progetto SEMPRE fornisce un inedito livello di assistenza, migliori condizioni di salute per i pazienti ed una significativa riduzione dei costi e conseguente ospedalizzazione, con evidenti vantaggi per i pazienti e per il sistema sanitario. 

II futuro della PROTEOMICA integrata con il progetto SEMPRE

 

Una attività di ricerca del progetto SEMPRE verterà sulla raccolta e valutazione dell’essudato all'interno del dispositivo indossabile per il monitoraggio della progressione delle lesioni. La caratterizzazione dell'essudato di lesioni ha mostrato promettenti e potenziali indicazioni a causa di un nuovo approccio con tecniche analitiche fornite da metodologie nel settore della proteomica. I dati esistenti che comparano l'essudato di lesioni che guariscono con quelle che non guariscono hanno ricevuto recentemente un vantaggio dalla identificazione di nuove proteine con funzioni sconosciute dalla riparazione tessutale. Inoltre la comprensione del profilo proteomico dell’essudato di ulcere croniche e particolarmente di ulcere da pressione può portare ad una migliore identificazione di biomarkers associati a differenti valori di guarigione.

Possiamo considerare la combinazione del monitoraggio con sensori biomedicali (SEMPRE) assieme all'analisi proteomica dell'essudato di ulcere come un approccio sinergico nella gestione a lungo termine delle ulcere croniche, con un valore aggiunto nella prevenzione per i pazienti a rischio di queste lesioni cutanee.

 

Proponenti

Il progetto SEMPRE raduna insieme la ricerca di un team multidisciplinare per lo sviluppo di un prodotto indirizzato ad una reale necessità nel sistema sanitario attuale. Ne fanno parte:

  • Clinica Dermatologica, Università di Pisa, Direttore: Prof. Marco Romanelli, Coordinatore Scientifico del Progetto
  • Centro di Ricerca “E. Piaggio”, Università di Pisa
  • Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale, Università di Pisa
  • Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale, Università di Pisa; Medicina d’Urgenza Universitaria, Azienda Ospedaliera-Universitaria Pisana