Передовая группа исследователей разрабатывает революционный метод диагностики, который позволит выявлять заболевания почек простым анализом выдыхаемого воздуха. Новая технология основана на использовании специальных сенсоров, определяющих содержание аммиака в дыхании пациента.
Современная медицинская диагностика активно использует спирографию — исследование, измеряющее объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Этот метод помогает оценивать состояние легких и последствия респираторных заболеваний. Теперь же появляется возможность значительно расширить его возможности. Инновационные материалы позволяют определять наличие аммиака — важного индикатора работы почек и печени. Когда эти органы функционируют нормально, они преобразуют аммиак в мочевину для вывода из организма. Повышенный уровень аммиака может указывать на нарушения в их работе.
В настоящее время российская медицина не располагает приборами для определения аммиака в выдыхаемом воздухе. Диагностика проводится только через анализ крови при подозрении на заболевания печени. Новая разработка открывает перспективы для создания неинвазивных методов обследования.
Для создания чувствительных сенсоров используются особые металлорганические соединения — фталоцианины металлов. Эти материалы обладают уникальными преимуществами: работают при обычной температуре, легко производятся разными способами и отличаются высокой стабильностью. Их структуру можно модифицировать для достижения оптимальных характеристик.
Фталоцианины металлов проявляют полупроводниковые свойства, что позволяет измерять изменения в составе газовой смеси через колебания электропроводности. Эти материалы способны улавливать мельчайшие концентрации аммиака — от 0,1 ppm, с перспективой повышения чувствительности.
Принцип работы сенсора основан на взаимодействии специальной пленки с анализируемым газом. При контакте происходит быстрое изменение сопротивления материала, которое возвращается к исходному значению после прекращения воздействия. Это позволяет проводить как качественный, так и количественный анализ содержания аммиака в выдыхаемом воздухе.
Исследователи не останавливаются на достигнутом и работают над определением других важных биомаркеров в дыхании. Например, повышенное содержание водорода может указывать на проблемы с микрофлорой кишечника или непереносимость лактозы, а монооксид азота — сигнализировать о заболеваниях дыхательных путей, включая бронхиальную астму.
В ближайшем будущем планируется начать клинические испытания разработанных сенсоров на реальных пациентах. Это позволит создать новый эффективный метод ранней диагностики различных заболеваний, который будет быстрым, безболезненным и информативным.
Проект реализуется при поддержке Российского научного фонда и президентской стипендии, что подтверждает его высокую научную и практическую значимость для развития отечественной медицины.
Информация предоставлена Управлением по пропаганде и популяризации научных достижений СО РАН
Источник фото: ru.123rf.com
Источник: scientificrussia.ru
