Οι χειρουργικές μάσκες προσώπου βοηθούν στην πρόληψη της εξάπλωσης των αερομεταδιδόμενων παθογόνων και, ως εκ τούτου, ήταν πανταχού παρούσες κατά τη διάρκεια της πανδημίας COVID-19. Τώρα, μια τροποποιημένη μάσκα θα μπορούσε επίσης να προστατεύει τον χρήστη ανιχνεύοντας προβλήματα υγείας, συμπεριλαμβανομένης της χρόνιας νεφρικής νόσου.
Ερευνητές που δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στο περιοδικό ACS Sensors ενσωμάτωσαν έναν εξειδικευμένο αισθητήρα αναπνοής στο ύφασμα μιας μάσκας προσώπου για την ανίχνευση μεταβολιτών που σχετίζονται με την ασθένεια. Σε αρχικές δοκιμές, ο αισθητήρας αναγνώρισε με επιτυχία το πρόβλημα στις περισσότερες περιπτώσεις.
Τα νεφρά απομακρύνουν τα απόβλητα που παράγονται από τις μεταβολικές διεργασίες του οργανισμού. Ωστόσο, στην περίπτωση της χρόνιας νεφρικής νόσου (ΧΝΝ), τα όργανα αυτά έχουν υποστεί βλάβη και χάνουν τη λειτουργία τους με την πάροδο του χρόνου, γεγονός που μπορεί να έχει ευρείες επιπτώσεις στην υγεία ενός ατόμου.
Μέχρι σήμερα, οι γιατροί διαγιγνώσκουν την πάθηση μετρώντας τους μεταβολίτες στο αίμα ή στα ούρα.
Οι χημικοί αισθητήρες αναπνοής θα μπορέσει να αποτελέσει ένα άλλο διαγνωστικό εργαλείο επειδή τα άτομα με ΧΝΝ εκπνέουν αυξημένα επίπεδα αμμωνίας, μιας χημικής ουσίας που σχετίζεται με την πάθηση. Ωστόσο, η αμμωνία σχετίζεται και με άλλες παθήσεις. Ο Corrado Di Natale και οι συνεργάτες του ήθελαν να δημιουργήσουν έναν ειδικό αισθητήρα που να ανιχνεύει ταυτόχρονα την αμμωνία και άλλους μεταβολίτες που σχετίζονται με τη ΧΝΝ.
Για ευκολία στη χρήση, ενσωμάτωσαν τον αισθητήρα σε μια χειρουργική μάσκα προσώπου. Για να δημιουργήσουν τον αισθητήρα αναπνοής, η ομάδα πρώτα επικάλυψε ηλεκτρόδια αργύρου με ένα αγώγιμο πολυμερές που χρησιμοποιείται συνήθως σε χημικούς αισθητήρες. Το πολυμερές τροποποιήθηκε με πορφυρίνες - μόρια ευαίσθητα σε πτητικές ενώσεις - για να ενισχυθεί η ευαισθησία.
Τα επικαλυμμένα ηλεκτρόδια τοποθετήθηκαν μεταξύ των στρωμάτων της μάσκας μίας χρήσης και καλώδια συνέδεσαν τη συσκευή με μια ηλεκτρονική οθόνη. Όταν επιλεγμένα αέρια αλληλεπιδρούσαν με αυτό το ειδικό πολυμερές, προκαλούσαν μια μετρήσιμη αλλαγή στην ηλεκτρική αντίσταση. Αυτά τα αρχικά πειράματα στον αέρα επιβεβαίωσαν την υψηλή ευαισθησία του αισθητήρα για μεταβολίτες που σχετίζονται με τη ΧΝΝ, συμπεριλαμβανομένης της αμμωνίας, της αιθανόλης, της προπανόλης και της ακετόνης.
Στη συνέχεια, οι εξειδικευμένες μάσκες προσώπου δοκιμάστηκαν σε 100 άτομα. Περίπου οι μισοί από τους συμμετέχοντες είχαν διάγνωση ΧΝΝ, ενώ οι άλλοι μισοί (η ομάδα ελέγχου) δεν είχαν. Οι αισθητήρες ανίχνευσαν διάφορες ενώσεις στην αναπνοή των συμμετεχόντων και η στατιστική ανάλυση των δεδομένων αποκάλυψε ένα σαφές μοτίβο που διαχώριζε τους συμμετέχοντες με ΧΝΝ από την ομάδα ελέγχου. Ο αισθητήρας της ομάδας εντόπισε σωστά ότι ένας ασθενής είχε ΧΝΝ στο 84% των περιπτώσεων (αληθώς θετικό) και ότι ένας ασθενής δεν είχε ΧΝΝ στο 88% των περιπτώσεων (αληθώς αρνητικό). Επιπλέον, τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι τα δεδομένα του αισθητήρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτίμηση του σταδίου της ΧΝΝ, κάτι που θα μπορούσε να είναι πολύτιμο στη διαγνωστική διαδικασία.
Οι ερευνητές αναφέρουν ότι τα ευρήματα αυτά παρουσιάζουν δυνατότητες για απλή, μη επεμβατική και οικονομικά αποδοτική παρακολούθηση των ασθενών με ΧΝΝ.
Πηγή: American Chemistry Society
