Οι χειρουργικές μάσκες προσώπου βοηθούν στην πρόληψη της εξάπλωσης αερομεταφερόμενων παθογόνων όπως διαπιστώθηκε και κατά τη διάρκεια της πανδημίας COVID-19. Σήμερα, μια καινοτόμος μάσκα που ανέπτυξε μια ομάδα Ιταλών ερευνητών, μπορεί να προσφέρει επιπλέον προστασία, ανιχνεύοντας καταστάσεις υγείας, όπως η χρόνια νεφρική νόσος (ΧΝΝ).
Οι νεφροί απομακρύνουν τα απόβλητα που παράγονται από τις μεταβολικές διαδικασίες του σώματος. Ωστόσο, στην περίπτωση της χρόνιας νεφρικής νόσου, αυτά τα όργανα έχουν υποστεί βλάβες και παρουσιάζουν μειωμένη λειτουργία με την πάροδο του χρόνου, γεγονός που μπορεί να έχει σοβαρές επιπτώσεις στην υγεία του ατόμου.
Τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων των ΗΠΑ εκτιμούν ότι 35 εκατομμύρια Αμερικανοί πάσχουν από χρόνια νεφρική νόσο, και πολλοί άλλοι μπορεί να έχουν την πάθηση χωρίς να το γνωρίζουν, πιθανόν σε πρώιμο στάδιο. Αυτή τη στιγμή, οι γιατροί διαγιγνώσκουν την πάθηση μετρώντας τους μεταβολίτες στο αίμα ή τα ούρα, αλλά συστήματα χαμηλού κόστους και χαμηλής τεχνολογίας, όπως αυτά που κατασκευάζονται από ειδικές καραμέλες, θα μπορούσαν να διευκολύνουν τη διαδικασία.
Οι χημικοί αισθητήρες αναπνοής είναι ένα άλλο διαγνωστικό εργαλείο που εξετάζεται αυτή τη στιγμή, επειδή οι άνθρωποι που πάσχουν από την εν λόγω νόσο, εκπνέουν αυξημένα επίπεδα αμμωνίας—μια χημική ουσία που συνδέεται με την πάθηση. Ωστόσο, η αμμωνία συνδέεται επίσης με άλλες καταστάσεις υγείας. Ο ερευνητής Κοράντο Ντι Νατάλε και οι συνεργάτες του ήθελαν να δημιουργήσουν έναν εξειδικευμένο αισθητήρα που να ανιχνεύει ταυτόχρονα την αμμωνία και άλλους μεταβολίτες που σχετίζονται με την χρόνια νεφρική νόσο.
Για λόγους πρακτικότητας, οι ερευνητές ενσωμάτωσαν τον αισθητήρα σε μια χειρουργική μάσκα προσώπου. Για την κατασκευή του αισθητήρα αναπνοής, η ομάδα αρχικά επικάλυψε ασημένια ηλεκτρόδια με ένα αγώγιμο πολυμερές, το οποίο αποτελεί κοινό υλικό στους χημικούς αισθητήρες. Το πολυμερές τροποποιήθηκε με πορφυρίνες – μόρια ευαίσθητα στις πτητικές ενώσεις – προκειμένου να ενισχυθεί η ευαισθησία. Στη συνέχεια, oι ερευνητές τοποθέτησαν τα επικαλυμμένα ηλεκτρόδια ανάμεσα στις στρώσεις της ιατρικής μάσκας μιας χρήσης και συνέδεσαν τη συσκευή με ένα μηχάνημα με ηλεκτρονική ένδειξη.
Όταν ορισμένα αέρια αλληλεπιδρούσαν με αυτό το εξειδικευμένο πολυμερές, προκαλούσαν μια μετρήσιμη αλλαγή στην ηλεκτρική αντίσταση. Οι αρχικές πειραματικές δοκιμές στον αέρα επιβεβαίωσαν την υψηλή ευαισθησία του αισθητήρα στους μεταβολίτες που σχετίζονται με την χρόνια νεφρική νόσο, όπως η αμμωνία, η αιθυλική αλκοόλη, η προπανόλη και η ακετόνη.
Τι έδειξαν οι δοκιμές
Οι ερευνητές δοκίμασαν την εξειδικευμένη μάσκα προσώπου σε 100 άτομα. Περίπου οι μισοί συμμετέχοντες είχαν διαγνωστεί με τη νόσο, ενώ οι υπόλοιποι (ομάδα ελέγχου) δεν είχαν. Οι αισθητήρες ανίχνευσαν αρκετές ενώσεις στην αναπνοή των συμμετεχόντων, και η στατιστική ανάλυση των δεδομένων έδειξε ένα σαφές μοτίβο που διέκρινε τους συμμετέχοντες με τη νόσο από την ομάδα ελέγχου.
Ο αισθητήρας εντόπισε σωστά τα άτομα με ΧΝΝ στο 84% των περιπτώσεων και τους συμμετέχοντες χωρίς ΧΝΝ στο 88% των περιπτώσεων. Επιπλέον, τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι τα δεδομένα του αισθητήρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτίμηση του σταδίου της ΧΝΝ, κάτι που μπορεί να είναι πολύτιμο στη διαγνωστική διαδικασία.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτά τα ευρήματα προσφέρουν τη δυνατότητα για απλή, μη επεμβατική και οικονομικά αποδοτική παρακολούθηση των ασθενών με ΧΝΝ.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «ACS Sensors».
