Νέα έξυπνη μάσκα "μυρίζει" τη χρόνια νεφρική νόσο πριν καν εμφανιστούν συμπτώματα

Mια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Ρώμης δίνει στη χειρουργική μάσκα έναν εντελώς νέο ρόλο: τη διάγνωση της χρόνιας νεφρικής νόσου μέσω της αναπνοής. Σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύεται στο ACS Sensors με τη βοήθεια ενός ειδικού αισθητήρα που ενσωματώνεται στο εσωτερικό της, η «έξυπνη μάσκα» ανιχνεύει χημικές ουσίες που σχετίζονται με την υγεία των νεφρών, δίνοντας τη δυνατότητα για έγκαιρη διάγνωση με ακρίβεια έως και 93%.

Η ασθένεια που χτυπά αθόρυβα

Όπως διαβάζουμε στο The Brighter Side News, η χρόνια νεφρική νόσος (ΧΝΝ) είναι μία σιωπηλή επιδημία που επηρεάζει εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως. Οι περισσότεροι δεν γνωρίζουν καν ότι την έχουν, επειδή τα πρώιμα συμπτώματα είναι σχεδόν αόρατα. Συνήθως η διάγνωση απαιτεί αιματολογικές ή ουρολογικές εξετάσεις, τις οποίες πολλοί αποφεύγουν ή καθυστερούν. Το νέο αυτό εργαλείο αλλάζει τα δεδομένα, καθώς κάνει τη διάγνωση πιο εύκολη, γρήγορη και προσιτή, χωρίς την ανάγκη επίσκεψης σε εργαστήριο.

Στην περίπτωση της ΧΝΝ υπάρχει υψηλή συγκέντρωση αμμωνίας στον εκπνεόμενο αέρα. Η αμμωνία παράγεται κατά τη διάσπαση των πρωτεϊνών και υπό φυσιολογικές συνθήκες αποβάλλεται από τους νεφρούς. Όταν όμως οι νεφροί δυσλειτουργούν, η αμμωνία συσσωρεύεται στο σώμα και καταλήγει στους πνεύμονες. Εκτός από την αμμωνία, αλλάζουν και άλλες πτητικές ουσίες, όπως η ακετόνη, η προπανόλη και η αιθανόλη, τις οποίες επίσης αναλύει ο αισθητήρας της μάσκας.

Αναπνοή με διαγνωστική δύναμη

Ο αισθητήρας βασίζεται σε ένα αγώγιμο υλικό, το PEDOT/PSS, συνδυασμένο με πορφυρίνες, μόρια που αντιδρούν με διάφορα αέρια. Οι πορφυρίνες υπάρχουν φυσιολογικά στο αίμα, και είναι ιδανικές για να εντοπίζουν μικρές μεταβολές στη χημική σύσταση του αέρα. Όταν κάποιος εκπνέει φορώντας τη μάσκα, ο αισθητήρας καταγράφει αλλαγές στην ηλεκτρική του αντίσταση, οι οποίες μετατρέπονται σε ψηφιακά δεδομένα.

Οι επιστήμονες τη δοκίμασαν σε 100 ανθρώπους, από τους οποίους οι μισοί έπασχαν από χρόνια νεφρική νόσο και οι άλλοι μισοί ήταν υγιείς. Με ανάλυση των μοτίβων της αναπνοής, το σύστημα κατάφερε να διακρίνει με ακρίβεια ποιος είχε τη νόσο και ποιος όχι. Οι απλές μετρήσεις είχαν ποσοστό επιτυχίας 84% για θετικά περιστατικά και 88% για αρνητικά. Με προηγμένες μεθόδους ανάλυσης, η ακρίβεια ανέβηκε ακόμα περισσότερο: 93% για τα αληθώς θετικά και 87% για τα αληθώς αρνητικά.

Ένα εντυπωσιακό στοιχείο είναι ότι το σύστημα μπορεί να παρακολουθεί την εξέλιξη της νόσου με τον καιρό. Αυτό σημαίνει ότι κάποιος θα μπορούσε να ελέγχει την πορεία της υγείας των νεφρών του τακτικά, χωρίς να χρειάζεται συνεχώς αιματολογικές εξετάσεις. Η μάσκα διαθέτει επίσης μηχανισμό εναλλαγής ρυθμού αναπνοής (αργά-γρήγορα), που βοηθά τον αισθητήρα να εντοπίσει πιο ξεκάθαρα σήματα.

Η μάσκα είναι έξυπνη και ως προς τον σχεδιασμό της, με τον αισθητήρα να μην έχει τοποθετηθεί απλώς στην επιφάνεια, αλλά να είναι ενσωματωμένος ανάμεσα στα στρώματα μιας κοινής χειρουργικής μάσκας. Με αυτόν τον τρόπο, προστατεύεται ο μηχανισμός, διατηρείται κοντά στην πηγή του αέρα, ενώ γίνεται εφικτή η μαζική παραγωγή σε χαμηλό κόστος. Όσον αφορά τη χρήση της, είναι τόσο απλή, ώστε να μην απαιτείται τεχνογνωσία. 

Από την πρόληψη στην καθημερινότητα

Αυτό το είδος τεχνολογίας δείχνει ότι διαγνωστικά εργαλεία ενσωματωμένα σε καθημερινά αντικείμενα θα είναι το μέλλον της ιατρικής. Οι ερευνητές φαντάζονται η εν λόγω εφεύρεση μπορεί στο μέλλον να ανιχνεύει όχι μόνο νεφρικές παθήσεις αλλά και άλλες νόσους, όπως προβλήματα στο ήπαρ, διαβήτη ή ακόμα και κάποιες μορφές καρκίνου. Η ανάσα μας περιέχει πολλά «ίχνη» των ασθενειών και η σωστή τεχνολογία μπορεί να τα μετατρέψει σε προειδοποιητικά σήματα.

Μακροπρόθεσμα, οι επιστήμονες σχεδιάζουν την ανάπτυξη μιας έκδοσης που θα συνδέεται με εφαρμογή στο κινητό, δίνοντας άμεσα δεδομένα για την υγεία των νεφρών. Αυτό θα ήταν ιδιαίτερα χρήσιμο σε περιοχές με περιορισμένη πρόσβαση σε ιατρικές υπηρεσίες.