Un dispozitiv ce măsoară gaze emise de piele oferă noi perspective pentru sănătatea cutanată

Cercetătorii de la Northwestern University au dezvoltat primul dispozitiv portabil care poate măsura gazele emise și absorbite de piele, deschizând astfel o nouă eră în evaluarea sănătății cutanate. Studiul a fost publicat pe 9 aprilie 2025 în prestigioasa revistă Nature și demonstrează eficiența acestui dispozitiv atât la animale de laborator, cât și la oameni.
Această tehnologie inovatoare permite monitorizarea rănilor, detectarea infecțiilor cutanate, urmărirea nivelului de hidratare, evaluarea expunerii la substanțe chimice nocive și nu numai, totul fără contact direct cu pielea.

Context

Pielea, în special bariera cutanată, reprezintă prima linie de apărare a organismului împotriva mediului extern. Această barieră previne pierderea excesivă de apă și protejează împotriva iritanților, bacteriilor și radiațiilor ultraviolete. Când este compromisă, crește riscul de infecții și afecțiuni inflamatorii, cum ar fi eczema sau psoriazisul.

Până în prezent, tehnologiile de monitorizare a sănătății pielii, cum ar fi măsurarea pierderii transepidermice de apă, erau limitate la echipamente voluminoase, utilizate preponderent în spitale. Noul dispozitiv portabil oferă o alternativă compactă și accesibilă, cu aplicabilitate largă atât în clinică, cât și pentru monitorizare personală acasă.

Despre studiul actual

Cum funcționează dispozitivul

Dispozitivul măsoară doar 2 centimetri lungime și 1,5 centimetri lățime. Include:

• O cameră de colectare a gazelor care plutește deasupra pielii, fără a o atinge.

• Un set de senzori pentru temperatură, vapori de apă, dioxid de carbon și compuși organici volatili.

• O valvă automată programabilă care controlează fluxul de gaze.

• Un circuit electronic și o baterie reîncărcabilă de mici dimensiuni.

Gazele naturale emise de piele pătrund în cameră, iar dispozitivul monitorizează în timp real variațiile concentrației acestora, trimițând datele prin Bluetooth către un smartphone sau o tabletă.

"Tradițional, senzorii purtabili necesită contact direct cu pielea, ceea ce limitează utilizarea lor pentru piele fragilă sau răni. Noi am depășit această limitare," a explicat profesorul John A. Rogers, co-lider al studiului.

Testări și rezultate

Dispozitivul a fost testat pe animale de laborator și pe oameni. Rezultatele au arătat că poate detecta cu acuratețe:

• Pierderea de vapori de apă, esențială pentru evaluarea integrității barierei cutanate.

• Nivelurile de dioxid de carbon și compuși organici volatili, care pot semnala infecții cutanate sau inflamații.

Un avantaj major este că monitorizarea se poate realiza continuu și fără a deranja pacientul, inclusiv în timpul somnului.

Dr. Amy Paller, co-autoare a studiului, a subliniat: „Acesta este un progres semnificativ. Un astfel de dispozitiv permite monitorizarea continuă a funcției barierei cutanate fără a perturba pacientul.”

Aplicații clinice

Dispozitivul este deosebit de promițător pentru:

• Gestionarea rănilor: Creșterea vaporilor de apă, a CO2 și a compușilor volatili este asociată cu infecțiile și vindecarea întârziată a rănilor.

• Pacienții cu diabet: Ulcerele diabetice sunt o cauză majoră de amputații, iar monitorizarea precisă poate preveni complicații severe.

• Evaluarea eficienței produselor dermatologice: De la loțiuni hidratante la repelente pentru insecte, dispozitivul poate analiza cât de bine sunt absorbite și eficiența lor.

Profesorul Guillermo A. Ameer, expert în inginerie regenerativă, a subliniat importanța dispozitivului în tratamentul ulcerelor diabetice: „Chiar dacă o rană pare că se închide, funcția barierei cutanate poate să nu fie complet restaurată. Acest dispozitiv oferă informații precise despre acest aspect critic.”

Perspective viitoare

Echipa de la Northwestern intenționează să îmbunătățească dispozitivul, adăugând senzori suplimentari pentru monitorizarea pH-ului și a altor markeri moleculari. Se dorește, de asemenea, extinderea aplicațiilor către detectarea timpurie a disfuncțiilor organelor interne și a altor boli sistemice.

„Această platformă neobișnuită oferă o nouă perspectivă asupra sănătății pielii,” a concluzionat Rogers. „Viitorul îngrijirii personalizate se va baza pe monitorizarea continuă, non-invazivă, în timp real, a sănătății noastre.”

Concluzii

Prin combinarea tehnologiilor avansate de senzori cu un design portabil și non-invaziv, cercetătorii de la Northwestern University au creat un instrument revoluționar pentru monitorizarea sănătății pielii. Dispozitivul are potențialul de a transforma practica medicală, facilitând diagnosticarea timpurie a infecțiilor, optimizarea tratamentelor și îmbunătățirea îngrijirii pacienților, în special pentru cei cu piele fragilă sau afecțiuni cronice.