Shutterstock

Sebuah perangkat sensor untuk mendeteksi peradangan di paru-paru ini dikembangkan oleh para ilmuwan dengan berbasis graphene.

Perangkat ini dapat mem­bantu untuk mendeteksi serangan asma yang kerap terjadi secara tiba-tiba. Perangkat ini juga bisa memperbaiki pengelolaan penyakit asma dan juga penyakit pernafasan lainnya, men­cegah rawat inap, dan kematian.

Ilmuwan di Rutgers University-New Brunswick berhasil mencipta­kan sebuah sensor berbasis gra­phene. Sensor ini dapat digunakan untuk mendeteksi dini serangan asma yang kerap berulang dan memperbaiki pengelolaan asma dan penyakit pernafasan lainnya.

Sensor tersebut membuka jalan bagi pengembangan perangkat, yang mungkin nantinya menyerupai pelacak kebugaran seperti Fitbit. Dimana perangkat ini bisa dipakai oleh para penderita dan kemudian merekapun bisa mengetahui kapan dan berapa dosis untuk minum obat mereka.

“Dalam pemikiran kami adalah bagaimana mengembangkan alat yang bisa digunakan seseorang de­ngan asma. Juga penyakit perna­fasan lainnya yang dapat diletakan di sekitar leher atau pergelangan tangan mereka. Dengan hal ini penderita dapat meniupnya secara berkala untuk memprediksi timbul­nya serangan asma atau masalah lainnya,” kata Mehdi Javanmard, asisten profesor di Jurusan Teknik Elektro dan Komputer di Rutgers University.

Javanmard dan tim ahli di Rutgers-New Brunswick yang cu­kup beragam ini menggambarkan penemuan mereka dalam sebuah penelitian yang dipublikasikan pada jurnalMicrosystems & Nanoengineer­ing.

Asma, menyebabkan radang pada jalan napas dan menghalangi aliran udara. Kondisi ini mempe­ngaruhi sekitar 300 juta orang di seluruh dunia, dimana Sekitar 17,7 juta orang dewasa dan 6,3 juta anak-anak di Amerika Serikat didiagnosis menderita asma pada tahun 2014. Gejala penyakit ini meliputi batuk, mengi, sesak napas, dan sesak dada.

Sementara, penyakit paru-paru serius lainnya termasuk chronic ob­structive pulmonary disease (COPD) atau metode non-invasif yang ada saat ini untuk mendiagnosis dan memantau asma masih cukup terba­tas. Terutama dalam menandai sifat dan tingkat peradangan yang terjadi pada saluran napas dan memer­lukan peralatan mahal yang tidak dapat ditangani dengan mudah oleh pasien.

Metodenya meliputi spirometri, yakni dengan mengukur kapasitas nafas, dan pengujian untuk oksida nitrat yang dihembuskan, sebagai sebuah indikator adanya peradang­an pada saluran napas.

Dengan kodisi demikian, para peneliti berpendapat adanya ke­butuhan mendesak untuk memper­baiki penanganan asma termasuk metode invasif minimal untuk diagnosis molekuler dan pemantau­an asma secara terus menerus pada para penderita.

Mengukur biomarker dalam kondensat napas yang dihembuskan berupa tetesan cairan kecil yang habis saat bernapas. Ini dapat ber­kontribusi untuk memahami asma pada tingkat molekuler dan menye­babkan pengobatan yang ditarget­kan dan pengelolaan penyakit yang lebih baik.

Sensor elektrokimia miniatur peneliti Rutgers secara akurat mengukur nitrit dalam kondensat napas yang dihembuskan dengan menggunakan oksida graphene yang dikurangi. Mengurangi grafene oksida tahan korosi, memiliki sifat listrik yang superior dan sangat aku­rat dalam mendeteksi biomarker. Graphene adalah lapisan tipis grafit yang digunakan dalam pensil.

“Tingkat nitrit dalam konden­sat napas adalah biomarker yang menjanjikan untuk peradangan pada saluran pernapasan. Dengan metode yang cepat dan mudah untuk mengukurnya, dapat mem­bantu penderita asma menentukan apakah polutan udara mempenga­ruhi mereka sehingga mereka dapat mengelola penggunaan obat dan ak­tivitas fisik dengan lebih baik,” Kata Clifford Weisel, rekan penulis dalam studi ini dan profesor di Rutgers ‘Environmental and Occupational Health Sciences Institute (EOHSI).

“Ini juga bisa digunakan di kantor dokter dan departemen gawat daru­rat untuk memantau keefektifan berbagai obat anti-inflamasi untuk mengoptimalkan pengobatan,” tam­bah Weisel.

“Peningkatan peradangan sa­luran napas mungkin merupakan tanda peringatan dini akan me­ningkatnya risiko serangan asma atau eksaserbasi COPD, yang me­mungkinkan dilakukannya tindak­an pencegahan atau pengobatan dini yang lebih efektif,” kata Robert Laumbach, peneliti lain dalam studi ini.

“Hanya dengan melihat batuk, gejala mengi dan gejala luar lainnya, akurasi diagnosis seringkali buruk, itulah mengapa ide pemantauan biomarker ini terus menerus dapat menghasilkan pergeseran para­digma,” kata Javanmard, yang juga bekerja di School of Engineering.

“Kemampuan untuk melaku­kan kuantifikasi bebas label konten nitrit dalam kondensat napas yang dihembuskan dalam satu langkah tanpa sampel pra-perawatan me­nyelesaikan hambatan utama untuk memungkinkan pengelolaan asma yang portabel,” tambah Javanmard.

Langkah selanjutnya adalah me­ngembangkan sistem portabel yang mudah, dapat dipakai, dan dapat tersedia secara komersial dalam waktu lima tahun ke depan. Para periset juga membayangkan untuk memperluas jumlah biomarker pe­radangan yang dapat dideteksi dan diukur dengan alat.

“Di AS saja, peradangan, alergi, asma dan berbagai kondisi perna­pasan terus meningkat, sehingga perangkat yang dapat membantu mendiagnosis, memantau dan me­ngelola kondisi tersebut akan sangat diminati,” kata Javanmard.(koran-jakarta.com)