8 травня, 2025
Аналіз видихуваного повітря для діагностики хронічної хвороби нирок - як можна перетворити звичайний медичний респіратор на точний діагностичний тест?
Хірургічні маски для обличчя допомагають запобігти поширенню повітряно-крапельних патогенів, проте відтепер модифікована маска може допомогти у виявленні хронічної хвороби нирок (ХХН). Дослідження, опубліковане в авторитетному виданні ACS Sensors, описує, як учені вбудували датчик у тканину маски для виявлення метаболітів, пов'язаних із ХХН. Під час початкових випробувань така маска допомогла точно ідентифікувати людей із патологією.
Хронічна хвороба нирок – це стійке зниження функції нирок або структурне ураження ниркової тканини, що триває понад 3 місяці, незалежно від етіології. ХХН розвивається внаслідок хронічного ураження нефронів і вражає близько 12,8 % населення Центральної та Східної Європи. Згідно з останніми рекомендаціями, діагностика ХХН складається з оцінки швидкості клубочкової фільтрації, визначення рівня альбуміну в сечі, аналізу крові на креатинін, електроліти, гемоглобін, а також ультразвукового дослідження нирок для оцінки їхньої структури.
Хімічні датчики повітря можуть стати корисним інструментом для лікарів, оскільки люди із ХХН видихають підвищений рівень аміаку. Однак аміак також пов’язаний з іншими захворюваннями, тому вчені створили датчик, який одночасно виявляє аміак та інші метаболіти, пов’язані з ХХН. Електроди датчика розмістили між шарами одноразової медичної маски для обличчя, а дроти з'єднали пристрій з електронним зчитувачем. Коли необхідні сполуки взаємодіяли із сенсором, це спричиняло зміну електричного опору, яку фіксував зчитувач.
Експерименти на повітрі підтвердили високу чутливість сенсора до метаболітів, пов'язаних із ХХН: аміаку, етанолу, пропанолу та ацетону. Потім маски для обличчя були протестовані на 100 особах, у половини з яких була діагностована хронічна хвороба нирок. Датчики виявляли біомаркери у видихуваному повітрі, і статистичний аналіз даних показав чітку закономірність, що відрізняє учасників із ХХН від контрольної групи. Сенсор правильно розпізнав пацієнтів із ХХН у 84 % випадків (істинно позитивний результат) і пацієнтів без ХХН у 88 % випадків (істинно негативний результат). Крім того, ці результати свідчать про те, що маску можна використовувати для визначення стадії ХХН.
Дослідники стверджують, що такі висновки створюють потенціал для простого, неінвазивного та економічно ефективного моніторингу пацієнтів із ХХН. Очікується, що впровадження цієї технології покращить лікування пацієнтів із ХХН, сприяючи своєчасному виявленню змін у прогресуванні захворювання, тому найближчим часом науковці планують розпочинати більш масштабні випробування.
Джерело: http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.4c03227