Într-o perioadă în care tehnologia joacă un rol în creştere în diagnosticarea precoce a bolilor, cercetătorii au descoperit o modalitate inovatoare de a folosi o mască chirugicală pentru a detecta boala renală cronică. Un senzor specializat, integrat într-o mască de faţă de tip FFP2, folosite în pandemie, poate detecta anomalii în respiraţia unei persoane, oferind o metodă non-invazivă şi rapidă de diagnostic. Această inovaţie ar putea îmbunătăţi semnificativ modul în care sunt diagnosticate afecţiunile renale, facilitând identificarea timpurie a acestora.
Măştile chirurgicale ajută la prevenirea răspândirii agenţilor patogeni aerieni şi au fost omniprezente în timpul pandemiei de Covid-19.
Acum, o mască modificată ar putea proteja purtătorul şi prin detectarea unor afecţiuni de sănătate, inclusiv a bolii renale cronice.
Cercetătorii au încorporat un senzor specializat pentru respiraţie în ţesătura unei măşti de faţă pentru a detecta metaboliţi asociaţi cu boala.
În testele iniţiale, senzorul a identificat corect persoanele cu această afecţiune în majoritatea cazurilor.
„Între straturile de ţesătură ale unei măşti de faţă de tip FFP2 se află un senzor specializat care ar putea ajuta la diagnosticarea bolii renale cronice doar din respiraţia unei persoane", raportează cercetătorii într-un studiu publicat marţi în revista ACS Sensors.
Rinichii au rolul de a elimina din organism substanţele reziduale (deşeurile) generate de procesele metabolice. În cazul bolii renale cronice (BRC), aceste organe se deteriorează şi îşi pierd, în timp, funcţia, ceea ce poate avea implicaţii semnificative asupra sănătăţii unei persoane.
Centrele pentru Controlul şi Prevenirea Bolilor (CDC) din Statele Unite estimează că 35 de milioane de americani suferă de BRC şi multe alte persoane ar putea avea boala fără să ştie, posibil într-un stadiu incipient.
În prezent, profesioniştii din domeniul medical diagnostichează această afecţiune prin măsurarea metaboliţilor din sânge sau urină, dar sistemele de diagnostic ieftine şi cu tehnologie redusă, precum cele bazate pe senzori specializaţi, ar putea face acest proces de diagnostic mai uşor.
Senzorii chimici pentru respiraţie reprezintă o altă metodă de diagnostic care este în prezent explorată, deoarece persoanele cu boală cronică de rinichi expulzează niveluri ridicate de amoniac, un compus chimic asociat cu această afecţiune. Totuşi, amoniacul este asociat şi cu alte afecţiuni de sănătate.
Echipa de cercetare a dorit să creeze un senzor specific care să detecteze simultan amoniacul şi alţi metaboliti asociaţi cu BRC.
Pentru a facilita utilizarea, aceştia au integrat senzorul într-o formă familiară: o mască chirurgicală de faţă.
Pentru a crea senzorul de respiraţie, echipa a acoperit electrozii de argint cu un polimer conductor utilizat frecvent în fabricarea senzorilor chimici. Polimerul a fost modificat cu porfirine, molecule sensibile la compuşii volatili, pentru a-i spori sensibilitatea.
Electrozii astfel acoperiţi au fost plasaţi între straturile unei măşti chirurgicale de faţă de unică folosinţă, iar firele dispozitivului au fost conectate la un cititor electronic.
Când anumite gaze interacţionau cu acest polimer specializat, se producea o schimbare cuantificabilă a rezistenţei electrice. Testele preliminare efectuate în mediu controlat au confirmat sensibilitatea ridicată a senzorului la metaboliţii asociaţi cu boala renală cronică, inclusiv amoniac, etanol, propanol şi acetonă.
Ulterior, măştile de faţă au fost testate pe 100 de persoane. Aproximativ jumătate dintre participanţi fuseseră diagnosticaţi cu BRC, în timp ce restul formau grupul de control, fără diagnostic de boală renală cronică.
Senzorii au detectat mai mulţi compuşi în respiraţia participanţilor, iar analiza statistică a datelor a dezvăluit un tipar clar care diferenţia participanţii cu BRC de grupul de control.
Senzorul a reuşit să identifice corect prezenţa bolii renale cronice în 84% dintre cazuri (rezultat pozitiv adevărat) şi absenţa bolii în 88% dintre cazuri (rezultat negativ adevărat).
În plus, rezultatele sugerează că datele senzorului pot fi folosite pentru a estima stadiul BRC, ceea ce ar putea fi extrem de valoros în procesul de diagnostic.
Cercetătorii afirmă că acest progres prezintă un potenţial pentru monitorizarea simplă, non-invazivă şi ieftină a pacienţilor cu boală renală cronică.
„Implementarea acestei tehnologii se aşteaptă să îmbunătăţească gestionarea pacienţilor cu BRC prin facilitarea identificării la timp a schimbărilor în evoluţia bolii”, au declarat Sergio Bernardini şi Annalisa Noce, coautori ai studiului.
Foto articol: Între straturile de material ale acestei măşti de faţă de tip FFP2 se află un senzor de gaze specializat care ar putea ajuta la diagnosticarea bolii renale cronice prin analiza respiraţiei unei persoane. Sursa: ACS Sensors, 7 mai 2025.
