I ricercatori della Tokyo Medical and Dental University sviluppano un nuovo sistema di imaging dei gas per visualizzare e misurare simultaneamente i gas che vengono rilasciati attraverso la pelle in tempo reale. I gas emessi dal corpo umano sono stati utilizzati fin dai tempi dell'antica Grecia per diagnosticare i malati; lo stesso principio con un moderno, il restyling tecnologico potrebbe ora diventare un semplice strumento per identificare i disordini metabolici, malattie genetiche e cancro.

Un nuovo metodo, sviluppato da ricercatori della Tokyo Medical and Dental University e recentemente pubblicato sulla rivista Sensori ACS , ora rende possibile l'immagine e la misurazione dei gas, chiamati composti organici volatili o COV, che vengono rilasciati attraverso la pelle in tempo reale.

I VOC rilasciati attraverso la pelle riflettono i VOC presenti nel sangue circolante. È noto che alcuni COV, come l'etanolo, che è un componente delle bevande alcoliche, sono significativamente correlati al metabolismo dell'alcol. Oltretutto, è stato riportato che i COV sarebbero associati a determinate malattie della pelle, come la psoriasi. Sebbene i VOC possano già essere comunemente analizzati nei laboratori utilizzando grandi, macchine costose, conveniente, mancavano dispositivi pratici che fornissero misurazioni accurate per l'uso di routine in ambito clinico. Inoltre, essere in grado di vedere come i gas vengono rilasciati attraverso la pelle nel tempo è rimasta una sfida.

"Volevamo sviluppare uno strumento che rendesse facile monitorare la salute umana in modo non invasivo, " dice il corrispondente autore dello studio il prof. Kohji Mitsubayashi. "Anche risalente all'antica Grecia, i medici sapevano che il respiro di un paziente poteva offrire indizi sui loro disturbi. E al giorno d'oggi, tutti hanno sentito parlare dell'etilometro. Il problema con il respiro è che non è adatto per il monitoraggio a lungo termine dei COV. La pelle, d'altra parte, offre un modo semplice per il monitoraggio continuo dei COV senza gravare ulteriormente sull'individuo."

Per raggiungere il loro obiettivo, i ricercatori hanno montato una luce ad anello costituita da una serie di diodi a emissione di luce UV su un obiettivo della fotocamera, che insieme hanno consentito l'imaging in tempo reale dei COV provenienti dalla superficie della pelle. In un esperimento di prova di principio, i ricercatori miravano a rilevare l'etanolo in un soggetto che aveva consumato alcol. Poiché la superficie della pelle può essere irregolare, hanno usato un cosiddetto "Mako 2-D" per equalizzare la complessa superficie della pelle e per consentire la misurazione accurata dell'etanolo nel tempo. Per facilitare la rilevazione di etanolo, i ricercatori hanno attinto allo stesso principio che il corpo umano utilizza per eliminare l'etanolo posizionando una rete con un enzima chiamato alcol deidrogenasi (ADH) sulla pelle del soggetto tramite Mako 2-D. Una volta che l'etanolo gassoso ha colpito questa maglia, un sottoprodotto della reazione enzimatica, NADH è stato generato ed emesso fluorescenza, che è stato utilizzato per l'imaging del gas.

"Siamo stati in grado di mostrare un cambiamento dinamico nella concentrazione di etanolo nel tempo dopo il consumo di alcol, ", afferma il ricercatore post-dottorato e autore principale dello studio Kenta Iitani. "I nostri risultati indicano che il monitoraggio metabolico e lo screening precoce della malattia possono essere ottenuti misurando i COV nel sangue tramite il rilascio di gas transcutaneo".

Essere in grado di misurare in modo affidabile i COV potrebbe aiutare i medici a valutare come l'alcol influenza la pelle e contribuisce allo sviluppo di disturbi della pelle. L'adattamento di questo sistema di imaging del gas ad altri gas potrebbe ulteriormente consentire lo studio di altre malattie monitorando il rilascio di COV.