In Italia, circa un adulto su dieci convive con una forma di malattia renale cronica. Il problema è che spesso questa condizione resta invisibile troppo a lungo. I sintomi compaiono tardi, quando ormai il danno può aver superato il 60-80% della funzionalità renale. Per questo, puntare sulla diagnosi precoce è cruciale, tanto per la salute individuale quanto per i costi sociali e sanitari collettivi.
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Un dispositivo semplice con una tecnologia complessa
Una nuova ricerca italiana propone una soluzione pratica e innovativa: una mascherina intelligente dotata di sensori chimici, capace di riconoscere i composti volatili legati all’insufficienza renale. A guidare il progetto è un team dell’Università Tor Vergata di Roma, sotto la direzione di Corrado Di Natale, ordinario di Elettronica e responsabile del centro “A. D’Amico” per la volatolomica. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista ACS Sensors.
Come funziona il sensore nel respiro
I reni, oltre a regolare liquidi e sali, eliminano le scorie prodotte dai processi metabolici. In caso di disfunzione, queste sostanze si accumulano e possono essere rilevate nell’alito. Il sensore sviluppato dal team romano, incorporato nel tessuto di una comune mascherina monouso, è progettato per intercettare biomarcatori volatili come ammoniaca, etanolo, propanolo e acetone.
Dalla chimica al segnale elettrico
Per costruire il sensore, gli ingegneri hanno rivestito elettrodi d’argento con un polimero modificato a base di porfirine, molecole molto reattive ai gas organici. Gli elettrodi sono stati poi inseriti tra gli strati della mascherina, collegati tramite cavi a un display elettronico. Quando il paziente respira, i gas interagiscono con il polimero, generando variazioni di resistenza elettrica che vengono registrate e analizzate.
I primi test clinici: risultati promettenti
Lo studio ha coinvolto 100 persone, metà delle quali affette da malattia renale cronica. Il dispositivo ha dimostrato una precisione dell’84% nell’identificare i pazienti malati e dell’88% nel distinguere i soggetti sani. Questi numeri aprono la strada a un uso futuro non solo diagnostico, ma anche di monitoraggio dello stato della malattia nel tempo.
La semplicità della procedura
Il test è stato condotto presso il Policlinico Tor Vergata. I pazienti, indossata la mascherina, dovevano eseguire due cicli di respirazione profonda. I segnali dei sensori venivano poi elaborati con tecniche di machine learning, capaci di identificare la presenza della patologia e, potenzialmente, anche il suo stadio di avanzamento.
Verso una diagnosi “indossabile” per la malattia renale cronica, nemico subdolo e invisibile
Secondo i ricercatori, l’approccio può essere esteso anche ad altri tipi di malattie. I sensori, stampabili su materiali plastici, sono flessibili e integrabili non solo nelle mascherine, ma anche nei tessuti degli abiti. Si apre così la prospettiva di strumenti portatili e non invasivi per il monitoraggio continuo di diversi biomarcatori, sia attraverso il respiro che tramite i composti chimici emessi dalla pelle.
Oltre l’ammoniaca: serve maggiore specificità
Fino ad oggi, la rilevazione dell’ammoniaca nel respiro è stata uno degli indici più studiati, ma si tratta di un parametro non esclusivo delle patologie renali, visto che può essere alterato anche da malattie epatiche o altre condizioni metaboliche. Il passo avanti del team italiano è stato quindi progettare un sensore che rilevi più metaboliti contemporaneamente, aumentando così la specificità e l'affidabilità dell’analisi. Non deve mai mancare, naturalmente, il supporto di esami diagnostici specializzati a scopo preventivo.
Prossimi passi: potenziare il sensore
Il gruppo di ricerca sta lavorando per ampliare la gamma di composti rilevabili. L’obiettivo è sviluppare un dispositivo capace non solo di diagnosticare precocemente, ma anche di seguire l’evoluzione della malattia nel tempo, offrendo uno strumento utile sia per la medicina di base che per i centri specialistici.
Un’idea semplice con grandi potenzialità
Il punto di forza di questo sistema è la non invasività: nessun prelievo di sangue o campioni di urina, ma solo pochi respiri. Se confermati su larga scala, questi risultati potrebbero tradursi in dispositivi a basso costo, facilmente distribuibili e utilizzabili anche in contesti di screening di massa o in ambito domiciliare.
