Studio sulla maschera del MIT: Gli ingegneri del MIT e dell'Università di Harvard hanno progettato una nuova maschera facciale in grado di diagnosticare il Covid-19 a chi la indossa in circa 90 minuti.

Le maschere sono dotate di minuscoli sensori monouso che possono essere inseriti in altre maschere facciali e potrebbero essere adattati per rilevare altri virus.

Il documento che spiega l'invenzione è apparso oggi su Natura Biotecnologia .

Sensori in maschere, indumenti e altro ancora

"Questo test è sensibile come il gold standard, i test PCR altamente sensibili, ma è veloce come i test antigenici utilizzati per l'analisi rapida di Covid-19", ha detto il coautore dello studio Peter Nguyen.

I sensori si basano su macchinari cellulari liofilizzati che il team di ricerca ha precedentemente sviluppato per l'uso nella diagnostica cartacea di virus come Ebola e Zika.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno dimostrato che i sensori potrebbero essere incorporati non solo nelle maschere facciali, ma anche in indumenti come i camici da laboratorio.

Ciò offre potenzialmente un nuovo modo per monitorare l'esposizione degli operatori sanitari a una serie di agenti patogeni o altre minacce.

Sensori liofilizzati per una maschera facciale diagnostica

I sensori della maschera facciale sono progettati in modo da poter essere attivati da chi li indossa quando è pronto a eseguire il test, e i risultati vengono visualizzati solo all'interno della maschera, per garantire la privacy dell'utente.

Per produrre la loro maschera diagnostica, i ricercatori hanno inserito dei sensori liofilizzati in una maschera di carta.

I componenti liofilizzati sono circondati da elastomero di silicone.

I sensori sono posizionati all'interno della maschera, in modo da poter rilevare le particelle virali nel respiro della persona che la indossa.

La maschera comprende anche un piccolo serbatoio d'acqua che viene rilasciato premendo un pulsante quando chi la indossa è pronto per eseguire il test.

Questo idrata i componenti liofilizzati del sensore SARS-CoV-2, che analizza le goccioline di respiro accumulate all'interno della maschera e produce un risultato entro 90 minuti.

Il prototipo dello studio sulle maschere del MIT funziona anche per l'influenza, l'ebola e gli agenti nervini

I prototipi sviluppati in questo studio dispongono di sensori all'interno della maschera per rilevare lo stato dell'utente e di sensori posizionati all'esterno degli indumenti per rilevare l'esposizione all'ambiente.

I ricercatori possono anche inserire sensori per altri agenti patogeni, tra cui l'influenza, l'ebola e lo Zika, o sensori che hanno sviluppato per rilevare gli agenti nervini organofosfati.

"Grazie a queste dimostrazioni, abbiamo essenzialmente ridotto la funzionalità delle strutture di analisi molecolari all'avanguardia in un formato compatibile con gli scenari indossabili in una varietà di applicazioni", spiega Soenksen.

Ideale per i primi soccorritori, l'assistenza sanitaria e i militari.

"Questa tecnologia potrebbe essere incorporata in camici da laboratorio per scienziati che lavorano con materiali o agenti patogeni pericolosi, camici per medici e infermieri o uniformi di personale di primo soccorso e militare che potrebbe essere esposto ad agenti patogeni o tossine pericolose, come il gas nervino", ha dichiarato la coautrice Nina Donghia.

I ricercatori hanno depositato un brevetto sulla tecnologia e sperano ora di collaborare con un'azienda per sviluppare ulteriormente i sensori.

La maschera facciale è molto probabilmente la prima applicazione che potrebbe essere resa disponibile, ha detto il coautore James Collins.

"Penso che la maschera per il viso sia probabilmente la più avanzata e la più vicina a un prodotto".

"Abbiamo già riscontrato un grande interesse da parte di gruppi esterni che vorrebbero prendere i prototipi che abbiamo e farli diventare un prodotto approvato e commercializzato", ha dichiarato.

"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 nervine".

"Pensiamo che questa piattaforma possa consentire la realizzazione di biosensori indossabili di prossima generazione per i primi soccorritori, il personale sanitario e il personale militare", ha dichiarato Collins.

Dettagli dello studio

Articolo: "Materiali indossabili con sensori di biologia sintetica incorporati per il rilevamento di biomolecole"

Autori: Peter Q. Nguyen, Luis R. Soenksen, Nina M. Donghia, Nicolaas M. Angenent-Mari, Helena de Puig, Ally Huang, Rose Lee, Shimyn Slomovic, Tommaso Galbersanini, Geoffrey Lansberry, Hani M. Sallum, Evan M. Zhao, James B. Niemi & James J. Collins

Pubblicato in: Natura Biotecnologia , 28 giugno 2021

DOI: 10.1038/s41587-021-00950-3

Foto: Istituto Wyss dell'Università di Harvard, licenza CC BY-NC-ND 4.0

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