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Maschere multifunzione
I sensori attivati dall'acqua trasformano un prototipo di maschera in una sensibile diagnostica covid-19 in grado di produrre risultati in 90 minuti. Felice Frankel
Le maschere per il viso sono state uno strumento prezioso contro il covid-19, ma cosa accadrebbe se potessero rilevarlo oltre ad aiutare a prevenirne la diffusione?
Gli ingegneri del MIT e di Harvard ne hanno progettato uno che può fare proprio questo. Piccoli sensori usa e getta incorporati nella maschera possono rilevare l'esposizione al virus SARS-CoV-2 e diagnosticare la malattia. Potrebbero anche essere incorporati nei vestiti e adattati per rilevare altri virus o tossine.
I sensori si basano su una tecnica che James Collins dell'Institute for Medical Engineering and Science del MIT ha iniziato a sviluppare diversi anni fa per creare una diagnostica su carta per virus come Ebola e Zika. Sono costituiti da componenti cellulari liofilizzati che rimangono stabili per mesi fino a quando non vengono attivati dall'acqua, a quel punto interagiscono con una molecola bersaglio come una sequenza di DNA e producono un segnale come un cambiamento di colore.
Nel caso del rilevatore covid, i componenti liofilizzati che reagiscono con il virus sono incorporati in una maschera di carta, circondata da un anello di elastomero siliconico in modo che il campione non possa evaporare o diffondersi lontano dal sensore. Quando chi lo indossa preme un pulsante, viene rilasciato un piccolo serbatoio d'acqua per reidratare il sensore, che analizza le goccioline di respiro accumulate all'interno della maschera e produce un risultato entro 90 minuti. Nell'interesse della privacy, i risultati vengono visualizzati all'interno della maschera.
Questo test è sensibile quanto i test PCR standard e altamente sensibili, ma è veloce quanto i test antigenici utilizzati per un'analisi rapida del covid-19, afferma Peter Nguyen, ricercatore presso il Wyss Institute for Biologically Inspired dell'Università di Harvard Ingegneria. Nguyen, Collins e Luis Soenksen, PhD '20, della Abdul Latif Jameel Clinic for Machine Learning in Health del MIT sono gli autori principali di la carta descrivendo il lavoro.
I prototipi sviluppati in questo studio includono anche indumenti con sensori posti all'esterno per rilevare l'esposizione dall'ambiente. Questo potrebbe essere particolarmente utile nei camici da laboratorio indossati dagli operatori sanitari. I ricercatori possono scambiare sensori per altri agenti patogeni, tra cui influenza, Ebola e Zika, o sensori che hanno sviluppato per rilevare gli agenti nervini organofosfati.
Abbiamo dimostrato che possiamo liofilizzare un'ampia gamma di sensori di biologia sintetica per rilevare acidi nucleici virali o batterici, nonché sostanze chimiche tossiche, comprese le tossine nervose, afferma Collins. Prevediamo che questa piattaforma potrebbe abilitare biosensori indossabili di prossima generazione per i primi soccorritori, il personale sanitario e il personale militare.
I ricercatori hanno depositato un brevetto sulla tecnologia e sperano di lavorare con un'azienda per svilupparla ulteriormente. La maschera per il viso è molto probabilmente la prima applicazione che potrebbe essere resa disponibile, afferma Collins.