Alle persone arrestate per DUI o altri reati correlati all'alcol viene talvolta ordinato di indossare i cosiddetti braccialetti SCRAM (monitoraggio remoto sicuro dell'alcool). Il dispositivo, solitamente indossato sulla caviglia, è in grado di rilevare il consumo di alcol attraverso la pelle, avvisando le autorità se l'utente ha interrotto la sua libertà vigilata bevendo. I pazienti che partecipano a programmi di riabilitazione spesso si sottopongono anche al monitoraggio dell'alcool, spesso attraverso regolari respiratori o analisi del sangue. Ma i bracciali SCRAM sono goffi e talvolta imbarazzanti, e i test richiedono visite regolari.
Un team di scienziati dell'Università della California, San Diego, ha escogitato una potenziale alternativa: un minuscolo chip impiantabile. Il biosensore di un millimetro cubo viene iniettato sotto la pelle e alimentato da un dispositivo indossabile come uno smartwatch.
"In questo momento questo chip potrebbe essere utile per il monitoraggio dell'alcool durante i programmi di trattamento o di diversione", afferma Drew Hall, professore di ingegneria elettrica presso la Jacobs School of Engineering della UC San Diego che ha guidato il progetto. "Tuttavia, questa è una tecnologia di piattaforma che riteniamo possa essere estesa a molte altre aree del trattamento e del monitoraggio dell'abuso di sostanze e, in definitiva, al monitoraggio di altre malattie."
Il team di Hall ha presentato le sue ricerche alla conferenza IEEE Custom Integrated Circuits del 2018 a San Diego all'inizio di questo mese.
Il chip contiene un sensore rivestito di alcol ossidasi, un enzima che, quando incontra l'alcool, genera un sottoprodotto. Quando il sensore rileva il sottoprodotto, trasmette un segnale wireless al dispositivo indossabile che alimenta il chip. Questo può quindi trasmettere a medici, programmi di riabilitazione, agenti delle forze dell'ordine o altri. Altri sensori sul chip misurano segnali di fondo e livelli di pH per rendere più accurate le letture del livello di alcol nel sangue.
Il chip consuma solo una piccolissima quantità di energia: 970 nanowatt, circa un milione di volte inferiore alla potenza che uno smartphone utilizza per effettuare una chiamata. Ciò riduce il rischio di generazione di calore all'interno del corpo, che è potenzialmente dannoso. I ricercatori hanno testato il chip in vitro, imitando l'ambiente pianificato usando alcool nel siero umano diluito sotto strati di pelle di maiale.
Il team afferma che il chip presenta numerosi vantaggi rispetto ai tradizionali sistemi di monitoraggio dell'alcool. A differenza dei braccialetti SCRAM, è totalmente discreto. È potenzialmente più preciso di un etilometro e non richiede all'utente di visitare una clinica come un esame del sangue. Ci sono anche alcuni nuovi sensori temporanei di alcol a base di tatuaggi, ma questi sono solo monouso e possono essere facilmente rimossi.
Una delle parti più difficili del processo di sviluppo è stata semplicemente la dimensione del chip, afferma Hall.
"Questo chip è davvero piccolo ed è difficile lavorare con", dice. "Pur avendo un laboratorio pieno di attrezzature per i miei altri progetti di ricerca, abbiamo dovuto acquistare diversi pezzi di attrezzature altamente specializzate per questo progetto semplicemente a causa delle dimensioni e dei vincoli di gestione."
Il prossimo passo sarà migliorare la durata del sensore. Esistono alcuni tipi di sensori, come i monitor di glucosio continui, che possono durare circa due anni e il team spera di raggiungere una durata di vita simile. Nei prossimi anni, il team effettuerà studi sugli animali e, si spera, passerà alle prove umane.
Secondo il National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism presso il National Institutes of Health, circa 15, 1 milioni di adulti americani di età pari o superiore a 18 anni hanno un disturbo da consumo di alcol. Ciò include circa l'8, 4 per cento degli uomini e il 4, 2 per cento delle donne. Circa 88.000 americani muoiono ogni anno per cause legate all'alcol, tra cui quasi 10.000 morti in incidenti di guida ubriachi.
"Credo che i sistemi di monitoraggio dell'alcol possano essere utili solo se fanno parte di un piano di supporto per le persone che cercano di riprendersi dalla dipendenza da alcol", afferma Mike Delaney, un consulente per la dipendenza che ha lavorato con programmi di riabilitazione nel Regno Unito e altrove.
Delaney pensa che i sistemi siano meglio utilizzati come parte di un programma di riabilitazione, non come punizione.
"La mia preoccupazione per il dispositivo impiantabile è che diventa un deterrente legale contro le persone che hanno commesso reati legati all'alcol o alla droga e viene utilizzato come parte di una frase diventando quindi una punizione piuttosto che un trattamento", afferma. "La dipendenza deve essere trattata come un problema di salute e non come un problema criminale."
