Un gruppo di ingegneri dell’Università della California di San Diego ha sviluppato CHARM, il primo prototipo di anello intelligente capace di monitorare la glicemia in modo non invasivo analizzando il sudore delle dita, senza bisogno di pungere la pelle. Lo studio che descrive il dispositivo è stato pubblicato il 23 luglio su Nature Communications e racconta un anello capace di misurare fino a quattro biomarcatori chimici alla volta, tra cui glucosio e chetoni, con un’accuratezza che nei test preliminari si è avvicinata a quella dei sensori medici già in uso clinico.
Il nome del dispositivo è l’acronimo di Continuous Health Analyzing Ring Module, ed è firmato dal laboratorio di Joseph Wang, docente nel dipartimento di ingegneria chimica e dei nanomateriali della Jacobs School of Engineering di UC San Diego. Primo autore dello studio è Tamoghna Saha, ricercatore postdoc nel gruppo di Wang, insieme ai co-primi autori Shichao Ding e Siyu Qin.
Come funziona l’anello per la glicemia non invasiva: il sudore al posto degli aghi
Gli smart ring oggi in commercio, quelli di Oura, Samsung o Circular per fare qualche nome, si affidano quasi sempre agli stessi sensori ottici e di temperatura montati sugli smartwatch: rilevano dati biofisici come battito cardiaco, saturazione e ciclo del sonno, ma non hanno accesso a ciò che accade a livello chimico nel corpo. CHARM prova a colmare proprio questo divario.
Il dispositivo estrae il sudore dalla punta del dito attraverso un idrogel osmotico, un polimero morbido che crea un gradiente di pressione capace di richiamare il liquido dalla pelle senza bisogno di sforzo fisico, esercizio o stimolazione elettrica. Il meccanismo ricorda, su scala molto più piccola, il modo in cui l’acqua risale dal terreno alle foglie di una pianta. Il sudore raccolto viene incanalato fino a una batteria di sensori elettrochimici, che lo analizzano in tempo reale.
CHARM misura i biomarcatori chimici estraendo passivamente il sudore dalla punta del dito tramite un idrogel osmotico, senza bisogno di esercizio fisico. Il liquido raccolto attraversa un microcanale interno fino a sensori elettrochimici che lo analizzano in tempo reale, trasformando la reazione chimica in un segnale elettrico interpretabile dal dispositivo.
Sei biomarcatori, quattro alla volta: ecco cosa misura CHARM
Il pannello completo a disposizione dell’anello comprende sei parametri: glucosio, chetoni, vitamina C, acido urico, lattato e alcol. Il dispositivo non li legge tutti insieme, ma ne monitora fino a quattro contemporaneamente, a seconda della configurazione dei sensori installati. Per ciascuna persona i ricercatori hanno stabilito un fattore di calibrazione individuale, ottenuto attraverso misurazioni ripetute, che converte la corrente rilevata dal sensore in una concentrazione equivalente a quella del sangue. Nei test con nuove patch di sensori, questa calibrazione personalizzata è rimasta stabile fino a due mesi.
L’alimentazione arriva da una batteria ricaricabile flessibile allo zinco-argento-ossido, capace di garantire fino a 12 ore di autonomia continuativa. Un limite non da poco per un dispositivo pensato per il monitoraggio quotidiano, e che gli stessi ricercatori indicano tra i primi aspetti da migliorare in vista di una futura versione commerciale. Vale la pena aggiungere un dettaglio utile a inquadrare correttamente lo stadio del progetto: nella fase sperimentale i dati non sono stati trasmessi a un’applicazione per smartphone di consumo, come suggerito da alcune ricostruzioni circolate all’estero, ma raccolti tramite un’interfaccia software dedicata, sviluppata dai ricercatori per l’analisi in laboratorio.
Quanto è precisa la misurazione, e dove il prototipo mostra i suoi limiti
Per il glucosio, la differenza relativa assoluta media, il MARD, l’indicatore standard con cui si confrontano le letture di un sensore con i valori reali rilevati nel sangue, si è attestata intorno al 13,7% nei test condotti dal team di San Diego. Le prove hanno coinvolto sia volontari sani sia persone con diabete di tipo 1, e anche le letture di chetoni hanno mostrato una forte correlazione con quelle ottenute dai misuratori ematici commerciali.
Nei test sul glucosio, CHARM ha registrato un MARD di circa il 13,7% rispetto ai valori reali nel sangue, calcolato su un numero ancora limitato di partecipanti sani e con diabete di tipo 1. Gli stessi autori dello studio segnalano la necessità di sperimentazioni cliniche più ampie prima di poter parlare di un dispositivo validato per un uso reale.
Gli autori elencano con chiarezza cosa manca ancora. CHARM non è stato valutato per guidare il dosaggio dell’insulina o per sistemi a circuito chiuso con i microinfusori, e non integra ancora una correzione per lo sfasamento temporale tra i livelli di glucosio nel sangue e quelli, leggermente ritardati, che compaiono nel sudore: uno scarto che i monitor continui già in commercio gestiscono con appositi algoritmi. Il prototipo, inoltre, andrà reso più resistente all’acqua, passando dall’attuale chiusura a cerniera a un involucro completamente sigillato, e servirà testarlo su gruppi più ampi e diversificati di pazienti diabetici prima di parlare di validazione clinica.
Prima di arrivare sul mercato, insomma, la strada resta lunga: gli stessi ricercatori citano nodi tutt’altro che tecnici, dalla copertura assicurativa ai rimborsi sanitari, come condizioni necessarie per una futura diffusione commerciale del dispositivo.
La corsa al glucosio senza aghi, tra promesse e cautele regolatorie
CHARM non nasce in un vuoto competitivo. Circular ha già annunciato l’intenzione di introdurre una funzione di monitoraggio non invasivo della glicemia sul suo Ring 2 entro la fine del 2026, puntando su sensori fotopletismografici combinati con algoritmi di apprendimento automatico, pur ammettendo apertamente che una funzione del genere non potrà sostituire gli strumenti di livello medico per chi convive con il diabete. Garmin, dal canto suo, ha depositato un brevetto che stima i valori di glucosio calcolando come la luce venga assorbita a specifiche lunghezze d’onda, basandosi su almeno tre segnali ottici distinti. Anche Apple lavora da tempo a una soluzione simile per Apple Watch, ma i tempi restano lunghi e qualunque prodotto dovrà comunque ottenere l’autorizzazione della Food and Drug Administration statunitense prima di poter dichiarare di misurare la glicemia.
Ed è proprio sul fronte regolatorio che vale la pena fare chiarezza, perché la differenza tra un prototipo di laboratorio e un prodotto già in vendita conta parecchio. Nel febbraio 2024 la FDA ha pubblicato un avviso di sicurezza tuttora valido, con cui invita a non acquistare né utilizzare smartwatch o smart ring che dichiarino di misurare la glicemia senza pungere la pelle: l’agenzia non ha autorizzato, approvato o validato alcun dispositivo di questo tipo per uso autonomo, distinguendolo esplicitamente dai monitor continui della glicemia, i sensori impiantati sotto la pelle che restano oggi l’unico strumento non a digitopressione riconosciuto in ambito clinico. Un’indicazione che riguarda i prodotti già venduti online con simili promesse, non certo la ricerca accademica come quella di San Diego, ma che aiuta a inquadrare quanto sia alta l’asticella regolatoria che CHARM dovrà ancora superare.
In Italia il tema riguarda circa 3,7 milioni di persone, il 6,3% della popolazione, secondo le stime ISTAT più recenti sulla prevalenza del diabete diagnosticato. Un bacino ampio, per cui la promessa di un dispositivo capace di seguire glucosio e chetoni in tempo reale, dal polso o dal dito, resta tanto attraente quanto ancora lontana da una reale disponibilità commerciale.
Wang e il suo gruppo guardano già oltre CHARM: l’obiettivo dichiarato è arrivare ad anelli ibridi capaci di combinare i sensori chimici con quelli biofisici già diffusi sugli smart ring commerciali, unendo in un solo dispositivo la lettura del battito cardiaco e quella del glucosio. Se e quando questo accadrà dipenderà però più dai laboratori regolatori che da quelli di ingegneria.
