V Kalifornském technologickém institutu (Caltech) představili chytrou roušku. Nechrání jen okolí nositele a jej samotného před nákazou, ale také důkladně analyzuje dech a na jeho základě pak detekuje aktuální zdravotní stav.
Maska EBCare, což je zkratka pro „analýza kondenzátu vydechovaného vzduchu a hodnocení dýchacích funkcí,“ je dílem profesora medicínského inženýrství Wei Gao a jeho týmu.
Pokročilé kondenzační technologie
Co roušku EBCare odlišuje, je její schopnost v reálném čase nepřetržitě sledovat několik zdravotních ukazatelů, zatímco nositel může vykonávat běžné každodenní činnosti. Rouška používá důmyslný chladicí systém, který kondenzuje dech, a poté v takto vzniklé tekutině pomocí malých senzorů detekuje různé látky.
Je to jako mít na obličeji miniaturní laboratoř, která nepřetržitě pracuje na sledování zdravotního stavu. Díky této technologii lze například včas rozpoznat zánětlivé procesy nebo sledovat změny spojené s metabolickými či respiračními onemocněními.
Lidé si na roušky zvykli
„Od pandemie covidu-19 lidé nosí roušky častěji. Toto zvýšené používání můžeme využít k personalizovanému monitorování, které nám v reálném čase poskytne informace o zdravotním stavu v pohodlí domova nebo kanceláře,“ vysvětluje Gao. „Například bychom mohli tyto informace využít k posouzení toho, zda a jak dobře funguje léčba.“
Potenciál této technologie je značný. Maska EBCare by mohla pomáhat s monitorováním chronických onemocnění, jako je astma nebo chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN), sledovat metabolické zdraví nebo odhalovat první příznaky respiračních infekcí. Pacienti by mohli v reálném čase upravovat svou medikaci nebo životní styl na základě toho, co říká jejich dech, nebo dokonce zachytit nemoc dříve, než se projeví symptomy.
Vědci provedli několik studií jak se zdravými dobrovolníky, tak s pacienty trpícími různými zdravotními potížemi. V jednom experimentu nosil zdravý účastník masku po dobu 14 hodin a sledoval změny ve složení svého dechu během běžných denních aktivit, jako je jídlo, cvičení a odpočinek. Rouška úspěšně zachytila kolísání hladiny amoniaku spojené s příjmem bílkovin a také nárůst koncentrace alkoholu po požití alkoholických nápojů.
Rouška, která umí detekovat
Dále otestovali masku EBCare na pacientech s astmatem, CHOPN a těch, kteří se zotavovali z covidu-19. Výsledky ukázaly, že maska dokáže u těchto pacientů detekovat vyšší hladiny dusitanů v porovnání se zdravými jedinci, což je marker zánětu. To poukazuje na potenciál EBCare při monitorování respiračních onemocnění a usnadnění rozhodování o léčbě.
„Maska představuje nový přístup ke kontrole respiračních a metabolických onemocnění,“ říká hlavní autor studie doktorand Wenzheng Heng. „Kondenzát dechu obsahuje rozpustné i nerozpustné látky ve formě aerosolů nebo kapének, jako jsou metabolické látky, zánětlivé ukazatele a patogeny.“
Maska dokáže odhadnout také hladinu alkoholu v krvi měřením alkoholu v kondenzátu dechu. Mohla by tak nabídnout pohodlnější a kontinuální metodu sledování hladiny alkoholu ve srovnání s tradičními alkoholtestery.
Ani nebude moc drahá
Navzdory sofistikovaným technologiím je maska EBCare navržena s ohledem na praktičnost. Vědci odhadují, že materiály na jednu masku stojí asi dolar, což by ji mohlo učinit dostupnou pro širokou veřejnost. Navíc účastníci studií uváděli, že je pohodlná na nošení, i pro ty, kteří mají problémy s dýcháním.
Přestože je tato technologie stále ve fázi výzkumu, není těžké si představit budoucnost, kdy budou chytré masky běžné. Mohly by být využívány v zdravotnických zařízeních k monitorování pacientů, ale i jednotlivci pro proaktivní péči o své zdraví.
Dosavadní výsledky vědeckého bádání byly publikovány 29. srpna v odborném časopise Science. Toto periodikum pokrývá širokou škálu vědních oborů, od biologie přes fyziku až po technologie, a je považováno za jeden z nejcitovanějších vědeckých časopisů na světě. Přísný recenzní proces zaručuje, že publikované články dosahují vysokých standardů vědecké kvality, jsou přínosné a důvěryhodné.
Zdroje: science.org, caltech.edu, studyfinds.org.