Sensor Berbasis "Graphene" untuk Asma

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. nik/berbagai sumber/E-6

Kurangi Serangan Asma dengan Suplemen Vitamin D

Penelitian baru telah menemukan bukti dari uji coba secara acak, bahwa selain pengobatan asma, standar suplemen vitamin D oral kemungkinan akan mengurangi serangan asma yang parah.

Asma adalah penyakit kronis yang umum menyerang sekitar 300 juta orang di seluruh dunia. Gejala asma meliputi mengi, batuk, dada sesak dan sesak napas. Kadar vitamin D yang rendah dalam darah dikaitkan dengan peningkatan risiko serangan asma pada anak-anak dan orang dewasa dengan asma.

Ada minat yang tumbuh dalam peran potensial vitamin D dalam manajemen asma karena dapat membantu mengurangi infeksi saluran pernapasan bagian atas, (seperti flu biasa) yang dapat menyebabkan eksaserbasi asma.

Beberapa uji klinis telah menguji apakah mengkonsumsi vitamin D sebagai suplemen memiliki efek pada serangan asma, gejala dan fungsi paru pada anak-anak dan orang dewasa dengan asma.

Tim peneliti Cochrane menemukan tujuh percobaan yang melibatkan 435 anak dan dua penelitian, dan 658 orang dewasa. Peserta penelitian beragam secara etnik, yang mencerminkan berbagai kondisi geografis global, yang melibatkan Kanada, India, Jepang, Polandia, Inggris, dan Amerika Serikat.

Mereka yang direkrut dalam studi ini sebagian besar memiliki asma ringan sampai sedang, dan minoritas memiliki penyakit yang parah. Kebanyakan penderita asma terus minum obat asma biasa saat mengikuti penelitian. Penelitian berlangsung selama enam dan 12 bulan.

Para peneliti menemukan bahwa pemberian suplemen vitamin D oral mengurangi risiko serangan asma berat yang memerlukan perawatan rumah sakit atau bahwa di bawa ke unit gawat darurat dari 6 persen menjadi sekitar 3 persen.

Mereka juga menemukan bahwa suplementasi vitamin D mengurangi tingkat serangan asma yang memerlukan pengobatan dengan tablet steroid.

Hasil ini sebagian besar didasarkan pada uji coba pada orang dewasa. Mereka juga menemukan bahwa vitamin D tidak mempengaruhi fungsi paru-paru atau gejala asma sehari-hari, dan hal itu tidak meningkatkan risiko efek samping pada dosis yang diuji.

Profesor Adrian Martineau dari Pusat Penelitian Terapan Asthma Inggris, Queen Mary University of London, mengatakan, "Kami menemukan bahwa mengonsumsi suplemen vitamin D selain sebagai pengobatan asma standar secara signifikan mengurangi risiko asma berat yang menyertainya, Tanpa menimbulkan efek samping. " kata Martineau.

Temuan awal yang berkaitan dengan serangan asma parah hanya berasal dari tiga percobaan: sebagian besar pasien yang terdaftar dalam penelitian ini adalah orang dewasa dengan asma ringan atau sedang.

Uji coba lebih lanjut Vitamin D pada anak-anak dan orang dewasa dengan asma berat diperlukan untuk mengetahui apakah kelompok pasien ini juga akan diuntungkan.

Kedua, belum jelas apakah suplemen vitamin D dapat mengurangi risiko serangan asma berat pada semua pasien, atau apakah efek ini hanya Terlihat pada mereka yang memiliki tingkat vitamin D rendah saat penelitian di mulai.

Analisis lebih lanjut untuk menyelidiki pertanyaan ini kini sedang berlangsung, dan hasilnya akan ada beberapa bulan ke depan. nik/berbagai sumber/E-6