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Tecniche spettroscopiche d'impedenza per la possibile misurazione di sodio e glucosio nel sangue

Informazioni tesi

  Autore: Nicolò Savioli
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2010-11
  Università: Università degli Studi di Padova
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria biomedica
  Relatore: Maria Pia Saccomani
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 82

Questa tesi è un lavoro sperimentale,svolto presso Istituto di Ingegneria Biomedica del CNR di Padova,è si prefigge l’obbiettivo di sviluppare un metodo non invasivo per il monitoraggio del glucosio in soggetti diabetici per mezzo di tecniche di spettroscopia d’impedenza e l'uso di resine a scambio ionico. Sono stati,inoltre,elaborati modelli circuitali equivalenti per l’approssimazione di spettri d’ impedenza ricavati durante la fase sperimentale

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P a g i n a | 13 Introduzione Ho svolto la mia tesi presso l’ISIB del CNR di Padova, seguito dal Dott. Tura Andrea la cui attività di ricerca si svolge nel campo del monitoraggio della glicemia attraverso tecniche non invasive. Durante il mio tirocinio al CNR sono stato inserito all'interno del progetto chiamato “Noninvasive glucose monitor” per la misura non invasiva del glucosio nel sangue. Negli ultimi dieci anni si è venuto a creare un forte interesse per lo sviluppo di tecnologie che potessero misurare la glicemia attraverso metodi non invasivi, poiché, oggigiorno, i glucometri tradizionali, che sono uno dei principali attori nella prevenzione del diabete, rimangono costosi, poco affidali e invasivi. Sono stati studiati e analizzati vari strumenti d’indagine giacché, in quest’ambito, vi sono svariati metodi di approccio. Tant'è vero che, a tal proposito, sono stati molti i tentativi nell’ambito della ricerca per giungere alla costruzione di un glucometro che garantisca un’accurata misurazione glicemica. Abbiamo perciò analizzato diversi tipi di metodi per la misurazione di glicemia tra questi, ne abbiamo scelto uno basato su tecniche di spettroscopia d’impedenza. Infatti è noto che al variare della concentrazione di glucosio presente in una soluzione, e di conseguenza anche nel sangue, venga a variare anche l’impedenza della soluzione stessa. Il progetto da me seguito all’ISIB si interessava, precisamente, di studiare la tecnologia dell’impedenza. Ho proceduto effettuando varie prove in vitro su delle soluzioni che presentino delle similitudini con il sangue e ,più precisamente, sulla soluzione sodio-cloruro al 0,9% comunemente conosciuta come soluzione fisiologica. Utilizzando questa soluzione, ho verificato come all’aumentare della concentrazione di glucosio aumenti l’impedenza della soluzione. In seguito, si è preso in considerazione il ruolo principale e attivo dei possibili confondenti nel sangue, nell’ipotesi in cui dovessimo eseguire misurazioni in vitro. In particolare, un elemento di importante disturbo è lo ione sodio poiché contribuisce in modo non poco incisivo a determinare, insieme al glucosio, l’impedenza di una soluzione (specialmente del sangue). Durante queste analisi, al fine di risolvere questo importante problema dei confondenti, si è quindi scoperto che è possibile far passare una soluzione contente sodio attraverso una specifica resina a scambio ionico (DOWX G-26) che ha la capacità di far diminuire tali ioni. La differenza d’impedenza della soluzione, misurata prima e dopo il passaggio attraverso la resina, dipende dalla concentrazione del sodio stesso. Grazie a questa deduzione empirica siamo stati capaci di costruire una curva di taratura, ponendo i valori del delta d’impedenza nella retta delle ascisse e collocando in quella delle ordinate i valori che si riferiscono alla concentrazione dello ione sodio. A questo punto, grazie alla curva costruita, è possibile risalire alla concentrazione di sodio semplicemente misurandone l’impedenza della soluzione (o in un caso più realistico del sangue). Questo mi da’ la possibilità di ricavare, sempre grazie ai dati d’impedenza tabulati nella curva, la

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