Wie oft haben Sie medizinische Untersuchungen aus Angst vor Nadeln vermieden? Ihre Phobie könnte bald der Vergangenheit angehören. Ein Team der Universität Chicago hat ein Gerät entwickelt, das Krankheiten allein durch die Analyse Ihres Atems diagnostiziert. Es heißt FÄHIG Und es funktioniert wie ein Alkoholtestgerät für die Gesundheit: Man bläst in ein Röhrchen und erhält innerhalb von 15 Minuten Ergebnisse, die so genau sind wie bei einem Bluttest. Der Atemtest erkennt Glukose, Bakterien, Viren und Biomarker in der Luft, die wir täglich ausatmen. Kompakte Größe, erschwingliche Kosten und keine Invasivität werden die Diagnose für immer verändern.
Ein Konzentrator unsichtbarer Signale
Bozhi Tian und sein Team haben das schwierigste Problem der Atemwegsdiagnostik gelöst: Die Biomarker in der Luft sind extrem verdünnt. Wir sprechen von Konzentrationen von einem Teil pro Billion, die mit herkömmlichen Technologien kaum nachweisbar sind.
ABLE überwindet dieses Hindernis Kondensation der ausgeatmeten Luft zu konzentrierten Flüssigkeitströpfchen. Das Gerät saugt die Luft über eine Pumpe an, fügt über einen Luftbefeuchter Wasserdampf hinzu und kühlt das Gemisch ab, um Kondensation zu erzeugen. Die Luftmoleküle werden dann in flüssige Proben umgewandelt, die getestet werden können mit Standard-Teststreifen.
Das System misst 10 mal 20 Zentimeter und kostet weniger als 200 Euro. Innerhalb von zehn Minuten sammelt es etwa einen Milliliter Kondensat – ausreichend für mehrere Analysen. Die Innenfläche ist mit mikroskopisch kleinen Siliziumspitzen versehen, die die molekulare Kondensation erleichtern. Eine fortschrittliche Software steuert den gesamten Sammel- und Konzentrationsprozess.
Von Glukose bis Viren: Praktische Anwendungen von Atemtests
Die Forscher testeten ABLE an mehreren Fronten. Das bedeutendste Experiment betraf die Glukosenachweis im menschlichen Atem, was präzise Korrelationen mit dem Blutzuckerspiegel bestätigt. Dies eröffnet interessante Szenarien für Diabetiker, das den Blutzucker ohne tägliche Stiche überwachen könnte.
Doch ABLE geht über Diabetes hinaus. Das Team testete das Gerät an „humanisierten“ Labormäusen mit Mikroben von Frühgeborenen und termingerecht geborenen Babys. Atemtests ergaben unterschiedliche Konzentrationen von Glycosphingolipiden, Molekülen, die Entzündungen regulieren. Die „Frühgeborenen“ wiesen höhere Werte auf, was auf mögliche Anwendungen in der nichtinvasiven Neugeborenenüberwachung hindeutet.
Von der Forschung auf die Krankenstationen
Die Inspiration für ABLE kam bei einem Besuch in Tian auf der Neugeborenen-Intensivstation des Children's Hospital Chicago. Erika Claude, Chefarzt der Neonatologie, wünschte sich Analysemethoden, die die kleinen Patienten nicht belasten.
„Frühgeborene gehören zu den schwächsten Patienten, die wir in der Medizin behandeln“, erklärt Claud. „Diese Technologie verspricht, neu identifizierte Biomarker verfolgen zu können, um die Versorgung zu optimieren.“
Das Gerät hat die Fähigkeit bewiesen, in der Luft befindliche Pollenallergene und sogar Bakterien zu erkennen E. coli Aerosolisierte Luft, wie sie nach dem Spülen in der Nähe von Toiletten entsteht. Diese Funktionen könnten ABLE nicht nur zu einem persönlichen Diagnosetool, sondern auch zu einem Monitor für die Umgebungsluftqualität machen.
Die Herausforderungen, die beim Atemalkoholtest bestehen bleiben
Trotz der vielversprechenden Ergebnisse räumt das Team aus Chicago erhebliche Einschränkungen ein. Die vollständige Kartierung flüchtiger organischer Verbindungen Die Verbindung zu spezifischen Krankheiten erfordert noch jahrelange Forschung. Es gibt Datenbanken mit 327 verschiedenen Atemwegsverbindungen, die möglicherweise mit Krankheiten in Verbindung stehen, aber die Zusammenhänge erfordern eine umfassende klinische Validierung.
Die Forscher arbeiten mit auf entzündliche Darmerkrankungen spezialisierten Ärzten zusammen, um respiratorische Biomarker für Entzündungen zu identifizieren. Parallel dazu arbeiten sie an der Miniaturisierung des Geräts, um es tragbar zu machen, und an der Vermarktung durch Industriepartnerschaften.
ABLE ist ein konkreter Schritt in Richtung nicht-invasive Medizin. Wie ich bereits in dieser Artikel über medizinische InnovationenTragbare Geräte demokratisieren den Zugang zur Diagnose. Atemtests könnten Kliniken, Krankenhäuser und Privathaushalte schon bald in Zentren zur kontinuierlichen Gesundheitsüberwachung verwandeln und so die mit traditionellen Methoden verbundenen Barrieren und Ängste beseitigen.
