I Centers for Disease Control and Prevention (CDC), la principale agenzia federale degli Stati Uniti dedicata alla protezione della salute pubblica, riportano che, su 38 milioni di persone affette da diabete, circa una su cinque non sa nemmeno di esserlo. Per quanto riguarda le persone affette da prediabete, ovvero con livelli di zucchero nel sangue superiore alla norma, otto persone su dieci non ne sono a conoscenza, quindi, un test per individuare la condizione potrebbe essere di grande aiuto per le persone a cambiare stile di vita per curare il diabete o prevenirlo del tutto.
Attualmente, i test per il diabete vengono in genere eseguiti tramite esami del sangue presso studi medici o laboratori. Il test più comune richiede un semplice digiuno notturno, ma diagnosi più complesse potrebbero richiedere test di più giorni. Sebbene siano stati condotti studi su un test non invasivo che diagnostica il diabete misurando il glucosio nel sudore, sudare non è sempre attraente per i pazienti e tali test non sono ancora disponibili sul mercato.
I ricercatori della Penn State nel tentativo di migliorare i test per il diabete, hanno deciso di concentrarsi sui marcatori della malattia presenti nell’alito, prendendo di mira in particolare l’acetone, questa sostanza chimica è prodotta da tutti come sottoprodotto della combustione dei grassi, ma se la presenza di acetone nell’alito supera 1,8 parti per milione, è un’indicazione di diabete.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Chemical Engineering Journal.
Huanyu “Larry” Cheng è un ricercatore di spicco nel campo dell’ingegneria e della scienza dei materiali presso la Penn State University, dove guida un team di ricerca, ha affermato:
«Sebbene disponiamo di sensori in grado di rilevare il glucosio nel sudore, questi richiedono di indurre la sudorazione attraverso l’esercizio fisico, sostanze chimiche o una sauna, soluzioni non sempre pratiche o comode. Il nostro sensore richiede solo di espirare in un sacchetto, immergere il sensore e attendere qualche minuto per ottenere i risultati».
Huanyu “Larry” Cheng e il suo team di ricerca per creare il sensore, hanno utilizzato un laser ad anidride carbonica per colpire un foglio di poliimmide, convertendo il materiale in grafene poroso.
Huanyu “Larry” Cheng ha affermato:
«È come tostare il pane fino a farlo diventare nero carbone se tostato troppo a lungo. Regolando i parametri del laser, come potenza e velocità, possiamo tostare la poliimmide fino a ottenere una forma di grafene poroso a pochi strati».
L’idea era che i fori nel grafene fossero calibrati in modo da avere le dimensioni giuste per catturare le molecole di acetone. Tuttavia, da solo, il grafene non poteva essere reso sufficientemente selettivo. Così i ricercatori lo hanno combinato con un setaccio molecolare di ossido di zinco e una membrana che blocca le molecole d’acqua presenti nel respiro. Il risultato è una striscia sottile estremamente sensibile nel rilevare sia il diabete sia il prediabete, e completamente riutilizzabile dopo un periodo di riposo di soli 23 secondi.
Attualmente la procedura richiede ai pazienti di respirare in un sacchetto, un aspetto che i ricercatori vorrebbero modificare. Ora stanno cercando di trovare un modo per posizionare il sensore sotto il naso o integrarlo in una maschera per rendere il test ancora più semplice. Affermano inoltre che il sensore potrebbe rivelarsi un prezioso strumento diagnostico per la salute, anche al di là del diabete.
Huanyu “Larry” Cheng ha affermato:
«Se potessimo comprendere meglio come i livelli di acetone nel respiro cambiano con la dieta e l’esercizio fisico, nello stesso modo in cui osserviamo le fluttuazioni nei livelli di glucosio a seconda di quando e cosa una persona mangia, sarebbe un’opportunità molto interessante per utilizzare questa scoperta per applicazioni sanitarie che vanno oltre la diagnosi del diabete».
