Măștile chirurgicale ajută la prevenirea răspândirii agenților patogeni transmisibili pe cale aeriană și, prin urmare, au fost omniprezente în timpul pandemiei de COVID-19. Acum, o mască modificată ar putea proteja purtătorul și prin detectarea unor afecțiuni de sănătate, inclusiv boala cronică de rinichi. Cercetătorii care au publicat în ACS Sensors au încorporat un senzor specializat în materialul unei măști faciale pentru a detecta metaboliții asociați cu această boală. În testele inițiale, senzorul a identificat corect persoanele cu afecțiunea în majoritatea cazurilor.
Rinichii elimină produsele reziduale generate de procesele metabolice ale organismului. În cazul bolii cronice de rinichi (CKD), aceste organe sunt afectate și își pierd treptat funcția, ceea ce poate avea efecte grave asupra sănătății. Centrele pentru Controlul și Prevenirea Bolilor din SUA estimează că 35 de milioane de americani suferă de CKD, iar mulți alții ar putea avea boala fără să știe, posibil în stadii incipiente. În prezent, profesioniștii din domeniul medical diagnostichează afecțiunea prin măsurarea metaboliților din sânge sau urină, însă sisteme cu costuri reduse și tehnologie simplă, precum cele realizate din materiale inspirate de bomboane speciale, ar putea facilita procesul, potrivit news-medical.
Senzorii chimici pentru respirație reprezintă un alt instrument de diagnostic aflat în cercetare, deoarece persoanele cu CKD expiră niveluri crescute de amoniac — o substanță chimică asociată cu această boală. Totuși, amoniacul este prezent și în alte afecțiuni. Corrado Di Natale și colegii săi și-au propus să creeze un senzor specific care să detecteze simultan amoniacul și alți metaboliți asociați cu CKD.
Pentru a facilita utilizarea, cercetătorii au încorporat senzorul într-o formă familiară: o mască chirurgicală. Pentru a crea senzorul, echipa a acoperit electrozi de argint cu un polimer conductor utilizat frecvent în senzorii chimici. Polimerul a fost modificat cu porfirine – molecule sensibile la compuși volatili – pentru a spori sensibilitatea. Electrozii acoperiți au fost plasați între straturile unei măști medicale de unică folosință, iar firele au conectat dispozitivul la un aparat de citire electronic. Atunci când anumite gaze interacționau cu acest polimer special, se producea o modificare măsurabilă a rezistenței electrice. Experimentele inițiale efectuate în aer au confirmat sensibilitatea ridicată a senzorului pentru metaboliții asociați cu CKD, inclusiv amoniac, etanol, propanol și acetonă.
Ulterior, măștile speciale au fost testate pe 100 de persoane. Aproximativ jumătate dintre participanți aveau un diagnostic de CKD, iar cealaltă jumătate (grupul de control) nu. Senzorii au detectat mai mulți compuși în respirația participanților, iar analiza statistică a datelor a evidențiat un model clar care diferenția pacienții cu CKD de cei din grupul de control. Senzorul a identificat corect prezența bolii în 84% din cazuri (rezultate pozitive reale) și absența bolii în 88% din cazuri (rezultate negative reale). De asemenea, rezultatele sugerează că datele senzorului pot fi utilizate pentru a estima stadiul bolii, ceea ce ar putea fi extrem de valoros în procesul de diagnosticare.
Cercetătorii afirmă că aceste rezultate evidențiază potențialul unei monitorizări simple, neinvazive și rentabile a pacienților cu CKD.
„Implementarea acestei tehnologii este de așteptat să îmbunătățească managementul pacienților cu CKD, facilitând identificarea la timp a modificărilor în evoluția bolii”, afirmă Sergio Bernardini și Annalisa Noce, coautori ai studiului.
Comentează