Νέος αισθητήρας από γραφένιο υπόσχεται απλή διάγνωση διαβήτη

Η ιατρική τεχνολογία κάνει ακόμη ένα άλμα προς το μέλλον με μια ανακάλυψη που θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά τον τρόπο διάγνωσης του διαβήτη. Μια ερευνητική ομάδα από το Penn State University παρουσίασε έναν πρωτοποριακό αισθητήρα, ικανό να ανιχνεύει τη νόσο – ακόμη και μια προδιαβητική κατάσταση – μέσα από την ανάλυση της αναπνοής.

Η αναπνοή ως «καθρέφτης» της υγείας

Το κλειδί βρίσκεται στην ανίχνευση της ακετόνης, μιας ουσίας που ήδη αναγνωρίζεται στον ιατρικό χώρο ως βιοδείκτης. Όταν τα επίπεδά της υπερβαίνουν τα 1,8 μέρη ανά εκατομμύριο, αυτό αποτελεί ένδειξη ότι ο οργανισμός δεν αξιοποιεί σωστά τη γλυκόζη και καταφεύγει στο λίπος για ενέργεια. Η διαδικασία αυτή αυξάνει την παραγωγή ακετόνης, η οποία αποβάλλεται και μέσω της αναπνοής.

Μέχρι σήμερα, η διάγνωση βασίζεται σχεδόν αποκλειστικά σε αιματολογικές εξετάσεις, συχνά επαναλαμβανόμενες και κοστοβόρες για τον ασθενή. Ο νέος αισθητήρας υπόσχεται να απλοποιήσει θεαματικά αυτή τη διαδικασία: το μόνο που θα χρειάζεται είναι ένα δείγμα αέρα μέσα σε σακουλάκι, στο οποίο εισάγεται ο αισθητήρας. Μέσα σε λίγα λεπτά θα υπάρχει απάντηση, χωρίς βελόνες, χωρίς εργαστηριακές αναλύσεις και χωρίς αναμονή.

Η δύναμη του γραφενίου

Η καρδιά της τεχνολογίας είναι το λεγόμενο γραφένιο που επάγεται από laser. Πρόκειται για γραφένιο που προκύπτει όταν μια μεμβράνη πολυϊμίδης «καίγεται» με δέσμη laser CO2, μια διαδικασία που οι ερευνητές παρομοίασαν με το ψωμί που καψαλίζεται υπερβολικά και γίνεται μαύρο.

Το πορώδες αυτό υλικό αποδείχθηκε εξαιρετικό στο να παγιδεύει μόρια αερίων, όμως δεν ήταν αρκετά «εκλεκτικό». Με άλλα λόγια, δεν μπορούσε να ξεχωρίσει την ακετόνη από άλλες ουσίες που υπάρχουν φυσιολογικά στον αέρα. Για να λυθεί αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές συνδύασαν το γραφένιο με οξείδιο του ψευδαργύρου. Η διεπιφάνεια των δύο υλικών ενίσχυσε την ικανότητα διάκρισης, κάνοντας τον αισθητήρα πιο ακριβή.

Αντιμετωπίζοντας την υγρασία

Ένα ακόμη εμπόδιο ήταν η υγρασία της αναπνοής, που μπορούσε να αλλοιώσει τις μετρήσεις. Για τον λόγο αυτό προστέθηκε ειδική μεμβράνη που συγκρατεί τα μόρια του νερού, αφήνοντας να περάσει μόνο η ακετόνη. Έτσι, το αποτέλεσμα γίνεται πιο αξιόπιστο και δεν χρειάζεται η υποστήριξη εργαστηριακών συνθηκών, κάτι που χαρακτήριζε προηγούμενες προσπάθειες κατασκευής αναπνευστικών αισθητήρων.

Από το εργαστήριο στη φορητή συσκευή

Στο παρόν στάδιο, η εξέταση απαιτεί τη συλλογή δείγματος σε σακουλάκι, ώστε να μην επηρεάζεται η μέτρηση από τον αέρα του περιβάλλοντος. Ωστόσο, ο επικεφαλής της ομάδας, καθηγητής Huanyu “Larry” Cheng, υπογραμμίζει ότι ο τελικός στόχος είναι η ανάπτυξη μιας φορητής εκδοχής. Ένα τέτοιο σύστημα θα μπορούσε να ενσωματωθεί σε μάσκα ή ακόμη και σε μικροσυσκευή τοποθετημένη κάτω από τη μύτη, επιτρέποντας συνεχή παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο.

Η προοπτική αυτή ανοίγει τον δρόμο για εφαρμογές που ξεπερνούν τη διάγνωση του διαβήτη. Η καταγραφή των επιπέδων ακετόνης σε συνδυασμό με τη διατροφή και τη φυσική δραστηριότητα μπορεί να προσφέρει μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα της μεταβολικής κατάστασης του οργανισμού. Αυτό σημαίνει καλύτερη πρόληψη, πιο στοχευμένες παρεμβάσεις και ευρύτερη χρήση της τεχνολογίας σε προληπτική ιατρική.

[via]