- Den ”smarta masken” låter användare övervaka biomarkörer i andedräkten i realtid, vilket kan användas för tidig diagnos och personlig hälsomonitorering av sjukdomar som astma och KOL.
- Masken är både kostnadseffektiv och praktisk, med en återanvändbar elektronisk komponent som kostar tiotals dollar och en utbytbar del för endast omkring 1 dollar per enhet.
- Forskningen visar att masken kan ge ett icke-invasivt alternativ till blodprov för att hantera tillstånd som njursjukdom och övervaka ämnesomsättning, vilket gör den användbar i både kliniska och hemmiljöer.
Forskare Skapar Smart Mask som Upptäcker Tecken på Sjukdom
Forskare har skapat en ny ”smart mask” som kan analysera användarens andedräkt och upptäcka tydliga tecken på sjukdom. Forskarna hoppas att denna anordning – som kan skicka sina data till en app via Bluetooth – kommer att erbjuda ett överkomligt och praktiskt sätt att fånga och omedelbart analysera biomarkörer i andedräkten, kopplade till respiratoriska och metaboliska processer.
Teknologin har potential att förbättra tidig diagnostik av tillstånd som lungsjukdomar samt att övervaka och stödja skräddarsydda behandlingsplaner. ”Vår teknologi kan tjäna som en generell plattform för analys av andedräkt. Vi kan välja olika sensorer för ett specifikt tillstånd eller en kombination av sensorer för en mängd olika tillstånd,” säger professor Wei Gao från California Institute of Technology, som är seniorförfattare till forskningen.
Strukturen av EBCare-enheten
Forskarna rapporterar i tidskriften Science att nuvarande metoder för att analysera patienters utandade andedräkt möter utmaningar kring kondensering av ånga – vilket ofta kräver isbubblor eller kylning – medan analyser av sådana prover typiskt utförs i ett laboratorium. Till skillnad från dessa metoder är masken utrustad med en anordning, kallad EBCare, som möjliggör övervakning av biomarkörer i patientens andedräkt.
De har använt en dubbel strategi för att kondensera andedräkten: inte bara är EBCare-enheten tillverkad av ett material som lätt förlorar värme, den innehåller också en hydrogel som kyls av naturlig vattenavdunstning. Den kondenserade andedräkten leds mot en inbyggd sensor som kan upptäcka närvaro och nivåer av olika komponenter i andedräkten, inklusive alkoholhalt, pH och nivåer av ammonium och nitrit. Den kondenserade andedräkten leds sedan till hydrogelen och skapar en kontinuerlig vattenkälla för avdunstningsprocessen.
Många Användningsområden
Forskarna genomförde flera tester av enheten på friska volontärer såväl som de med tillstånd som astma och kroniskt obstruktiv lungsjukdom (KOL). Bland resultaten fann de att masken kunde spåra förändringar i alkoholkonsumtion i utandetag, och därmed dynamiken i alkoholmetabolism, samt övervaka förändringar i ammoniumnivåer kopplade till proteinintag.
Den senare upptäckten erbjöd ett icke-invasivt alternativ till blodprov för hantering av njursjukdom och personlig övervakning av proteinmetabolism. Forskarna fann också att nitratkoncentrationen i andedräkten var högre i grupper med luftvägsinflammation, såsom hos de med astma.
”Denna mask kan bäras under en persons dagliga aktiviteter – under dagen och natten. Den erbjuder kontinuerlig, realtids- och hemmabasera personlig hälsomonitorering utan behov av klinikbesök,” säger Gao. Enheten är även lågkostnad: ”Den återanvändbara elektroniken kommer att kosta tiotals dollar medan den utbytbara delen kostar cirka 1 dollar per enhet.”
Framtida Utveckling och Användning
Professor Ian Hall vid University of Nottingham, som inte var involverad i arbetet, beskriver anordningen som en snygg ingenjörslösning, men påpekar att ytterligare arbeten krävs för att visa att den kan användas till diagnostik och övervakning av tillstånd. Hall tillägger att enheten kan visa sig användbar inom forskning. ”När man utvärderar ett nytt läkemedel vill man ofta få indikationer på huruvida läkemedlet fungerar i ett tidigt skede, och många av de slutpunkter vi använder tar lång tid att utveckla,” säger han.
