Inovasi Terbaru, Masker Ini Bisa Mendeteksi Gagal Ginjal Lewat Bau Mulut

Liputan6.com, Jakarta Penderita gagal ginjal kronis sering kali tidak menyadari kondisi mereka hingga penyakit tersebut mencapai tahap lanjut. Menurut data statistik, jutaan orang di seluruh dunia hidup dengan gagal ginjal tanpa mengetahuinya, padahal deteksi dini bisa sangat membantu dalam penanganan dan pengobatan penyakit ini. 

Gagal ginjal merupakan kondisi serius di mana organ ginjal mengalami kerusakan dan fungsinya menurun secara bertahap, sehingga tubuh tidak mampu membuang limbah metabolisme dengan baik. Selama ini, diagnosis gagal ginjal memerlukan pengujian darah atau urin yang cukup invasif dan membutuhkan kunjungan ke fasilitas kesehatan. 

Namun, sebuah terobosan baru telah dikembangkan oleh para peneliti yang memungkinkan deteksi gagal ginjal melalui cara yang jauh lebih sederhana dan non-invasif. Metode inovatif ini memanfaatkan masker wajah yang dilengkapi dengan sensor khusus yang dapat mendeteksi metabolit tertentu dalam napas penderita gagal ginjal.

Lebih jelasnya, berikut ini telah Liputan6.com rangkum informasi lengkapnya, pada Jumat (9/5).

Penyakit gagal ginjal akut membuat ratusan anak balita di negeri ini kehilangan nyawa. Berawal dari sakit demam dan kemudian diresepkan obat sirop paracetamol, kedua orang tua tak menyangka akan kehilangan sang anaknya. Satu di antaranya sempat alami...

Masker pendeteksi gagal ginjal ini bekerja dengan memanfaatkan sensor napas khusus yang ditempatkan di antara lapisan-lapisan kain masker bedah biasa. Untuk menciptakan sensor napas ini, tim peneliti melapisi elektroda perak dengan polimer konduktif yang umum digunakan dalam sensor kimia. Polimer ini kemudian dimodifikasi dengan porfirin, yaitu molekul yang sensitif terhadap senyawa volatil, untuk meningkatkan sensitivitasnya terhadap metabolit yang berkaitan dengan gagal ginjal.

Elektroda berlapis ini ditempatkan di antara lapisan-lapisan masker medis sekali pakai, dan kabel-kabel menghubungkan perangkat tersebut ke alat pembaca elektronik. Ketika gas-gas tertentu seperti amonia, etanol, propanol, dan aseton berinteraksi dengan polimer khusus ini, terjadi perubahan resistensi listrik yang dapat diukur. Eksperimen awal di udara mengkonfirmasi sensitivitas tinggi dari sensor ini terhadap metabolit terkait gagal ginjal, terutama amonia yang merupakan penanda utama.

Prinsip dasar dari teknologi ini adalah mendeteksi pola napas khas dari penderita gagal ginjal. Ginjal yang tidak berfungsi optimal tidak mampu membuang limbah metabolisme dengan baik, sehingga beberapa senyawa kimia terakumulasi dalam tubuh dan terdeteksi dalam napas. Masker ini dirancang untuk mengenali pola tersebut dan memberikan hasil yang dapat diinterpretasikan oleh profesional medis. Hasilnya bukan hanya sekedar positif atau negatif, tetapi juga dapat membantu menentukan stadium penyakit gagal ginjal.

Kemudahan penggunaan menjadi salah satu kelebihan utama dari masker ini. Pengguna cukup memakai masker seperti masker bedah biasa selama periode waktu tertentu, dan sensor akan secara otomatis mengumpulkan data dari napas mereka. Data ini kemudian dikirim ke perangkat elektronik untuk dianalisis. Tidak diperlukan pengambilan sampel darah atau urin, tidak ada rasa sakit, dan prosedur ini dapat dilakukan di mana saja tanpa memerlukan kunjungan ke rumah sakit atau laboratorium.

Masker khusus ini telah diuji pada 100 individu dalam studi klinis awal. Sekitar setengah dari peserta memiliki diagnosis gagal ginjal kronis, sedangkan setengah lainnya (kelompok kontrol) tidak memiliki kondisi tersebut. Sensor pada masker berhasil mendeteksi beberapa senyawa dalam napas para peserta, dan analisis statistik dari data tersebut mengungkapkan pola yang jelas yang membedakan peserta dengan gagal ginjal dari kelompok kontrol.

Hasil pengujian menunjukkan tingkat akurasi yang menjanjikan. Sensor tim peneliti berhasil mengidentifikasi pasien dengan gagal ginjal kronis dengan tingkat keberhasilan 84% (true positive) dan berhasil mengidentifikasi pasien yang tidak menderita gagal ginjal dengan tingkat keberhasilan 88% (true negative). Angka-angka ini menunjukkan bahwa masker tersebut memiliki sensitivitas dan spesifisitas yang cukup tinggi untuk dijadikan alat skrining yang efektif.

Selain kemampuannya untuk mendeteksi keberadaan penyakit, hasil studi juga menunjukkan bahwa data dari sensor dapat digunakan untuk memperkirakan stadium gagal ginjal. Ini merupakan temuan yang sangat berharga dalam proses diagnostik, karena memungkinkan penilaian tingkat keparahan penyakit tanpa perlu melakukan tes invasif. Dengan demikian, dokter dapat membuat keputusan pengobatan yang lebih terinformasi dan menyesuaikan strategi pengelolaan penyakit berdasarkan stadium gagal ginjal pasien.

Tingkat akurasi ini menjadi sangat penting mengingat jumlah penderita gagal ginjal yang tidak terdiagnosis. Di Inggris saja, diperkirakan 7,2 juta orang hidup dengan gagal ginjal kronis, dengan sekitar 3,25 juta pada stadium lanjut (stadium 3-5). Teknologi masker ini berpotensi mengidentifikasi banyak kasus yang sebelumnya tidak terdeteksi, terutama pada tahap awal ketika intervensi dapat secara signifikan memperlambat perkembangan penyakit.

Keunggulan utama dari masker pendeteksi gagal ginjal ini adalah sifatnya yang non-invasif dan mudah digunakan. Berbeda dengan metode diagnosis tradisional yang melibatkan pengambilan sampel darah atau urin, masker ini tidak menyebabkan ketidaknyamanan atau rasa sakit. Pengguna cukup mengenakan masker seperti yang mereka lakukan selama pandemi COVID-19, tanpa perlu prosedur invasif apapun. Hal ini dapat meningkatkan kepatuhan pasien terhadap skrining dan pemantauan rutin.

Selain itu, masker ini juga menawarkan solusi yang hemat biaya. Meskipun memerlukan teknologi sensor khusus, struktur dasarnya adalah masker bedah biasa yang relatif murah. Ini membuka kemungkinan untuk skrining massal pada populasi berisiko tinggi, seperti orang dengan diabetes, hipertensi, atau riwayat keluarga dengan penyakit ginjal. Dengan biaya yang terjangkau, teknologi ini berpotensi digunakan di negara-negara berkembang di mana akses ke fasilitas diagnostik canggih mungkin terbatas.

Potensi penerapan masker ini sangat luas, mulai dari klinik dan rumah sakit hingga penggunaan rumahan. Di fasilitas kesehatan, masker dapat digunakan sebagai alat skrining awal sebelum dilakukan tes yang lebih komprehensif. Di rumah, pasien yang sudah didiagnosis dengan gagal ginjal dapat memantau kondisi mereka secara berkala tanpa perlu kunjungan ke dokter yang terlalu sering. Pemantauan jarak jauh ini dapat menjadi sangat berharga dalam mendeteksi perubahan pada perkembangan penyakit dan memungkinkan intervensi lebih awal.

Para peneliti yang terlibat dalam pengembangan masker ini, termasuk Sergio Bernardini dan Annalisa Noce, menegaskan bahwa implementasi teknologi ini diharapkan dapat meningkatkan pengelolaan pasien gagal ginjal dengan memfasilitasi identifikasi perubahan dalam perkembangan penyakit secara tepat waktu. Dengan deteksi dini dan pemantauan yang lebih baik, kualitas hidup pasien gagal ginjal dapat ditingkatkan secara signifikan, dan perkembangan penyakit dapat diperlambat melalui intervensi tepat waktu.

Meskipun menunjukkan hasil yang menjanjikan, masker pendeteksi gagal ginjal ini masih menghadapi beberapa tantangan sebelum dapat diterapkan secara luas. Salah satu tantangan utama adalah kekhususan sensor. Amonia, meskipun merupakan penanda untuk gagal ginjal, juga dapat dikaitkan dengan kondisi kesehatan lain seperti penyakit hati dan kondisi kongenital tertentu. Oleh karena itu, upaya berkelanjutan diperlukan untuk meningkatkan spesifisitas sensor dengan mendeteksi lebih banyak metabolit yang secara khusus terkait dengan gagal ginjal.

Tantangan lainnya berkaitan dengan miniaturisasi perangkat pembaca. Saat ini, sensor pada masker perlu dihubungkan ke alat pembaca elektronik eksternal. Untuk penggunaan yang lebih praktis, terutama untuk pemantauan di rumah, perangkat pembaca perlu didesain agar lebih kecil, portabel, dan mudah digunakan. Tim peneliti sedang bekerja untuk mengembangkan aplikasi smartphone yang dapat berkomunikasi dengan sensor dan memberikan hasil yang mudah diinterpretasi oleh pengguna non-medis.

Studi lebih lanjut dengan populasi yang lebih besar dan lebih beragam juga diperlukan untuk memvalidasi hasil awal dan menguji kinerja masker dalam berbagai kondisi. Faktor-faktor seperti penyakit penyerta, penggunaan obat-obatan, dan variasi diet dapat mempengaruhi komposisi napas dan perlu diperhitungkan dalam pengembangan algoritma interpretasi data. Selain itu, studi longitudinal akan membantu menentukan keefektifan masker untuk pemantauan jangka panjang dari perkembangan penyakit gagal ginjal.

Meskipun masih dalam tahap pengembangan, potensi masker ini untuk merevolusi cara kita mendeteksi dan memantau gagal ginjal sangat besar. Tim peneliti berencana untuk melakukan uji klinis yang lebih luas dan bekerja sama dengan industri untuk mengkomersialkan teknologi ini. Dengan terus meningkatkan sensitivitas dan spesifisitas sensor, memperbaiki desain untuk kenyamanan pengguna, dan mengembangkan algoritma interpretasi data yang lebih canggih, masker pendeteksi gagal ginjal ini dapat menjadi alat yang sangat berharga dalam manajemen penyakit ginjal kronis.