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Un analizzatore portatile del respiro per monitorare il metabolismo e l’igiene orale

L’analisi del respiro è di crescente interesse per il monitoraggio della salute e del metabolismo, ma viene eseguita solo in laboratori medici. Un rivoluzionario dispositivo portatile che misura i composti metabolici nel respiro promette di valutare accuratamente le nostre abitudini nutrizionali e di attività fisica comodamente a casa.

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Salute

Le persone sono sempre più interessate all’impatto che il cibo e l’attività fisica hanno sulla loro salute, peso e benessere. Per monitorare l’attività fisica, il peso e il regime alimentare, si utilizzano orologi cardio e bilance intelligenti, spesso senza i risultati desiderati. Uno sguardo al metabolismo di una persona, in particolare a determinati marcatori metabolici legati alla combustione dei grassi, può aiutare a valutare e regolare la propria routine di allenamento.

Gascromatografia per l’analisi del respiro

Per affrontare questo problema, il progetto Breath_Intelligence, finanziato dall’UE, ha sviluppato un dispositivo portatile basato sulla gascromatografia semplificata, con la possibilità di effettuare rapidamente la scansione di composti respiratori multipli. «L’idea era quella di sviluppare uno strumento multifunzionale per l’analisi personalizzata del respiro, che consenta una visione più olistica del metabolismo di una persona», spiega l’AD di MICROSENS e direttore amministrativo del progetto dott. Alain Grisel. Il dispositivo combina un sensore di gas altamente sensibile con una colonna di separazione gas microfabbricata del diametro di un capello umano. Mentre il campione attraversa la colonna, i diversi composti gassosi interagiscono con il rivestimento della colonna e si separano, raggiungendo il sensore in tempi diversi. Breath_Intelligence ha la capacità di separare i composti gassosi presenti nel respiro umano in meno di due minuti. Fornisce una «impronta del respiro», con i diversi composti chiave caratteristici di ciascun individuo. I partner si stanno concentrando sulla misurazione di vari biomarcatori legati al metabolismo, come acetone, ammoniaca, alcool etilico, composti solforici e idrogeno. Il dispositivo è stato testato nel monitoraggio dell’alitosi in uno studio condotto in collaborazione con il reparto di Odontoiatria dell’ospedale universitario di Basilea, dove sono stati eseguite analisi con Breath_Intelligence e sistemi specializzati per la misurazione dell’alitosi. I risultati hanno spinto i partner a estendere le applicazioni dei dispositivi al monitoraggio dei marcatori metabolici nel respiro.

I meriti di Breath_Intelligence

Nel corso del progetto, sostenuto da finanziamenti della fase 1 dello Strumento PMI, MICROSENS ha intrapreso una miniaturizzazione tecnologica del prototipo, che ha portato a un sistema compatto con migliori prestazioni e un’interfaccia più facile da usare. «La creazione e la combinazione di parti in miniatura in un dispositivo portatile per l'analisi del respiro è senza dubbio il più grande risultato del progetto», sottolinea la coordinatrice del progetto, la dott.ssa Ulrike Lehmann. Le soluzioni esistenti per l’analisi del respiro riescono a misurare solo pochi composti predeterminati, con l’alcool o gli odori alimentari che spesso interferiscono con le prestazioni del sistema. Rispetto alle tecnologie esistenti, il sistema di misurazione Breath_Intelligence è molto versatile e selettivo. La selettività è ottenuta attraverso la microcolonna cromatografica e il sensore di gas altamente sensibile. Il sistema Breath_Intelligence permette di rilevare più composti respiratori da un singolo campione. Il design modulare consente di aumentare la funzionalità del sistema. Le future collaborazioni con diverse istituzioni sportive, palestre e organizzazioni di consulenza nutrizionale convalideranno il dispositivo per ulteriori applicazioni. I partner del progetto sono certi che le caratteristiche uniche del dispositivo Breath_Intelligence soddisferanno le esigenze delle persone interessate al monitoraggio della salute e del benessere personale, al fine di progettare regimi di alimentazione sana e attività fisica personalizzati. A seguito dell’analisi dei costi di produzione, i partner del progetto hanno stabilito un modello di business e la commercializzazione del dispositivo è prevista per il 2022.

Parole chiave

Breath_Intelligence, analisi del respiro, dispositivo portatile, metabolismo, gascromatografia, sensore, igiene orale, alitosi, acetone

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