Сколько раз вы избегали медицинских осмотров из-за страха перед иглами? Ваша фобия может скоро уйти в прошлое. Команда из Чикагского университета разработала устройство, которое диагностирует заболевания, просто анализируя ваше дыхание. Оно называется ВОЗМОЖНОСТЬ и он работает как алкотестеры для здоровья: вы дуете в трубочку и через 15 минут получаете результаты, такие же точные, как анализ крови. Дыхательный тест определяет глюкозу, бактерии, вирусы и биомаркеры в воздухе, который мы выдыхаем каждый день. Компактный размер, доступная стоимость и нулевая инвазивность изменят способ постановки диагнозов навсегда.
Концентратор невидимых сигналов
Божи Тянь и его команда решили самую сложную проблему респираторной диагностики: биомаркеры в воздухе невероятно разбавлены. Мы говорим о концентрациях в одну часть на триллион, которые практически невозможно обнаружить с помощью традиционных технологий.
ABLE преодолевает это препятствие конденсация выдыхаемого воздуха в концентрированные капли жидкости. Устройство всасывает воздух через насос, добавляет водяной пар через увлажнитель и охлаждает смесь, чтобы вызвать конденсацию. Затем молекулы воздуха преобразуются в жидкие образцы, которые можно тестировать с помощью стандартные тест-полоски.
Система имеет размеры 10 на 20 сантиметров и стоит менее 200 евро. За десять минут она собирает около миллилитра конденсата, что достаточно для нескольких анализов. Внутренняя поверхность имеет микроскопические кремниевые шипы, которые облегчают молекулярную конденсацию, а передовое программное обеспечение управляет всем процессом сбора и концентрации.
От глюкозы до вирусов: практическое применение дыхательного теста
Исследователи протестировали ABLE на нескольких фронтах. Самый значительный эксперимент включал обнаружение глюкозы в выдыхаемом воздухе человека, подтверждая точные корреляции с уровнем сахара в крови. Это открывает интересные сценарии для диабетиков, который мог бы контролировать уровень сахара в крови без ежедневных уколов.
Но ABLE выходит за рамки диабета. Команда протестировала устройство на «гуманизированных» лабораторных мышах с микробами недоношенных и доношенных детей. Дыхательные тесты выявили различные концентрации гликосфинголипидов, молекул, которые регулируют воспаление. «Недоношенные» мыши показали более высокие уровни, что предполагает потенциальные применения в неинвазивном неонатальном мониторинге.
От исследований до больничных палат
Вдохновение для ABLE пришло во время визита в Tian в отделении интенсивной терапии новорожденных Детской больницы Чикаго. Эрика Клод, заведующий отделением неонатологии, хотел использовать методы анализа, которые не вызывали бы стресса у маленьких пациентов.
«Недоношенные дети — одни из самых уязвимых пациентов, которых мы лечим в медицине», — объясняет Клод. «Эта технология обещает отслеживать недавно выявленные биомаркеры для оптимизации ухода».
Устройство продемонстрировало способность обнаруживать в воздухе аллергены пыльцы и даже бактерии. E. палочки аэрозольный воздух, например, тот, что находится около туалетов после смыва. Эти особенности могут превратить ABLE в монитор качества окружающего воздуха, а не просто в персональный диагностический инструмент.
Проблемы, которые остаются в дыхательном тесте
Несмотря на многообещающие результаты, команда из Чикаго признает наличие существенных ограничений. Полное картирование летучих органических соединений связанные с определенными заболеваниями, все еще требуют многолетних исследований. Существуют базы данных с 327 различными респираторными соединениями, потенциально связанными с заболеваниями, но корреляции требуют обширной клинической проверки.
Исследователи сотрудничают с врачами, специализирующимися на воспалительных заболеваниях кишечника, чтобы определить респираторные биомаркеры воспаления. Параллельно они работают над миниатюризацией устройства, чтобы сделать его пригодным для ношения, и коммерциализацией его через промышленные партнерства.
ABLE — это конкретный шаг к неинвазивной медицине. Как я подчеркнул в эта статья о медицинских инновациях, портативные устройства демократизируют доступ к диагностике. Тестирование дыхания вскоре может превратить клиники, больницы и дома в центры непрерывного мониторинга здоровья, устраняя барьеры и тревоги, связанные с традиционными методами.
