Gravedad

4 de agosto de 2023 Conn Hastings Diagnóstico, Medicina

Investigadores de la Universidad de Duke han desarrollado un dispositivo de microfluidos impulsado por gravedad destinado a ser utilizado como tecnología de diagnóstico en áreas de bajos recursos. Los microfluidos tienen un enorme potencial para el diagnóstico en el lugar de atención, pero la inclusión de pequeñas bombas y otros componentes electrónicos sofisticados aumenta drásticamente la complejidad y el costo de dichos dispositivos. En un esfuerzo por desarrollar una alternativa de bajo costo, estos investigadores han recurrido a la gravedad como una forma de transportar gotas alrededor de los pequeños canales dentro de un dispositivo, utilizando puntos de reactivos secos para influir en el ensayo y diferentes áreas que están cubiertas con una superficie especializada. Recubrimientos para influir en la trayectoria de las gotas y su velocidad. Los investigadores esperan que la tecnología pueda desbloquear el diagnóstico en el punto de atención para quienes viven en las áreas más remotas y de bajos recursos.

Los microfluidos son un punto de inflexión, ya que permiten realizar complejos ensayos de diagnóstico biomédico, que anteriormente habrían requerido equipos de laboratorio costosos y voluminosos, en un chip diminuto. Algunas de las personas que más se beneficiarán de esta revolución en la miniaturización viven en zonas de bajos recursos, sin fácil acceso a hospitales y clínicas. Sin embargo, a menos que dichas tecnologías sean también de bajo costo, es posible que aún estén fuera del alcance de muchas de esas personas.

Con esto en mente, estos investigadores han creado un sistema de microfluidos de bajo costo que se basa en la gravedad en lugar de bombas, y que, según los investigadores, podría crearse de manera muy simple, incluso tallando canales en un bloque de madera. "La elegancia de este enfoque reside en su simplicidad: puedes utilizar cualquier herramienta que tengas para que funcione", dijo Hamed Vahabi, uno de los desarrolladores de la nueva tecnología. "En teoría, incluso se podría utilizar una sierra de mano y cortar los canales necesarios para la prueba en un trozo de madera".

Estas tecnologías implican transportar gotas a través de pequeños canales, incluidas muestras biológicas y reactivos que hacen posible el ensayo. Algunos utilizan la acción capilar para mover las gotas, pero esto rara vez es suficiente para que el ensayo funcione, lo que requiere pequeñas bombas eléctricas como complemento, lo que aumenta drásticamente el costo de la tecnología.

"La mayoría de los dispositivos de microfluidos necesitan algo más que fuerzas capilares para funcionar", dijo Ashutosh Chilkoti, otro investigador involucrado en el estudio. "Este enfoque es mucho más simple y también permite diseñar y operar rutas de fluidos muy complejas, lo que no es fácil ni barato de hacer con microfluidos".

En cambio, estos investigadores utilizaron recubrimientos de superficie especializados para aumentar la "resbaladiza" o "pegajosidad" de canales específicos, aumentando la velocidad y la tendencia de las gotas a atravesar las rutas que habían diseñado. Una plataforma especializada en la que se coloca el dispositivo lo gira 90 grados para iniciar la carrera de gotas impulsada por la gravedad, y un simple LED y un detector de luz pueden leer las señales producidas por el ensayo.

"Se nos ocurrieron muchos elementos diferentes para controlar el movimiento, la interacción, el tiempo y la secuencia de múltiples gotas en el dispositivo", dijo Vahabi. "Todos estos fenómenos son bien conocidos en el campo, pero nadie antes había pensado en usarlos para controlar el movimiento de las gotas de forma sistemática".

Vea un vídeo que demuestra la tecnología a continuación:

Estudio en la revista Dispositivo: una prueba fluídica de gotitas impulsadas por la gravedad en el lugar de atención

Vía: Universidad de Duke

Conn Hastings

Conn Hastings recibió un doctorado del Royal College of Surgeons de Irlanda por su trabajo en la administración de fármacos, investigando el potencial de los hidrogeles inyectables para administrar células, fármacos y nanopartículas en el tratamiento del cáncer y las enfermedades cardiovasculares. Después de obtener su doctorado y completar un año de investigación postdoctoral, Conn siguió una carrera en publicaciones académicas, antes de convertirse en escritor y editor científico a tiempo completo, combinando su experiencia en las ciencias biomédicas con su pasión por la comunicación escrita.