2 вересня, 2024
Учені створили розумну маску, що може визначати хімічні речовини у видихуваному повітрі
Професор медичної інженерії Вей Гао з Каліфорнійського технологічного інституту та його колеги розробили прототип розумної маски, яку можна використовувати для моніторингу ряду захворювань, включно з респіраторними, такими як астма, ХОЗЛ та інфекції після COVID-19. На відміну від інших масок, які відстежують фізичні зміни (наприклад, температуру, вологість або швидкість дихання), новий винахід під назвою EBCare може аналізувати хімічні речовини у видихуваному повітрі під час дихання людини в реальному часі. (EBC – це абревіатура, яка використовується в цій галузі та означає «конденсат видихуваного повітря»). Наприклад, маска може визначати у пацієнтів з астмою рівень нітритів, хімічної речовини, яка вказує на запалення дихальних шляхів.
Аби вибірково проаналізувати хімічні речовини у видихуваному повітрі, його потрібно спочатку охолодити та сконденсувати в рідину. У клінічних умовах цей етап охолодження виконується за допомогою відер із льодом або громіздких охолоджувачів. Нова маска, навпаки, самоохолоджується. Температура повітря знижується пасивною системою, яка поєднує гідрогелеве охолодження випаровуванням із радіаційним охолодженням. Потім отримана рідина транспортується до датчиків за допомогою маленьких трубочок. На останньому етапі результати аналізу передаються бездротовим зв’язком на персональні телефон, планшет або комп’ютер.
Команда провела ряд досліджень на людях, переважно хворих із астмою або ХОЗЛ. Результати показали, що маски точно виявляли біомаркер, який вказував на запалення в дихальних шляхах пацієнтів. Під час інших експериментів маски точно виявляли рівень алкоголю в крові людей, тобто їх можна застосовувати для перевірки водіїв на вміст алкоголю. Окрім того, винахід потенційно можна використовувати для оцінки рівня сечовини в крові при лікуванні захворювань нирок. Коли видільна функція знижується, побічні продукти білкового обміну, такі як сечовина, накопичуються в крові. Водночас сечовина розпадається до аміаку, рівні якого збільшуються у слині й, відповідно, у видихуваному повітрі. Нове дослідження показало, що розумні маски можуть точно визначати рівні цих речовин, відображаючи рівень сечовини в крові.
Джерело: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn6471