Papel detecta biomarcadores e identifica las enfermedades

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Los «SPEDs» basados ​​en papel auto-alimentados pueden conducir a nuevas herramientas de diagnóstico médico.

Un nuevo dispositivo de diagnóstico médico hecho de papel detecta biomarcadores e identifica las enfermedades mediante la realización de análisis electroquímicos – impulsado sólo por el tacto del usuario – y lee los resultados de la prueba de colores, lo que facilita la no- Expertos para entender.

«Se podría considerar este laboratorio portátil que está completamente hecho de papel, es barato y puede ser eliminado a través de la incineración», dijo Ramsés V. Martínez, profesor asistente de ingeniería industrial y biomédica en la Universidad de Purdue. «Esperamos que estos dispositivos sirvan a personas inexpertas ubicadas en aldeas remotas o bases militares para probar una variedad de enfermedades sin necesidad de ninguna fuente de electricidad, agua potable o equipo adicional».

Los dispositivos electroquímicos basados ​​en papel, o SPEDs, están diseñados para diagnósticos sensibles en el «punto de atención», o cuando se presta atención a pacientes, en regiones donde el público tiene acceso limitado a recursos o servicios médicos sofisticados equipo.

«SPEDs son baratos, ligeros, flexibles y fáciles de usar», dijo Martínez.

Los resultados de la investigación se detallan en un documento que aparece el 22 de agosto en Advanced Materials Technologies . Un video de YouTube está disponible en https: / youtu. Be dOBTO8ScTe8 .

La prueba se inicia colocando un pinchazo de sangre en una función circular en el dispositivo, que es menos de dos pulgadas cuadradas. Los SPED también contienen «zonas de prueba auto pipeteadas» que se pueden sumergir en una muestra en lugar de usar una prueba de pinchazos.

La capa superior del SPED se fabrica usando papel de celulosa no tratado con «dominios» hidrófobos con dibujos que definen canales que mechan muestras de sangre para pruebas. Estos «canales micro-uídicos» permiten realizar ensayos precisos que cambian de color para indicar resultados de pruebas específicos. También se creó una aplicación de diagnóstico por visión-máquina para identificar y cuantificar automáticamente cada una de estas pruebas «colorimétricas» a partir de una imagen digital del SPED, tal vez tomada con un teléfono celular, para proporcionar resultados rápidos de diagnóstico al usuario y facilitar la consulta de expertos a distancia .

La capa inferior del SPED es un «generador triboeléctrico», o TEG, que genera la corriente eléctrica necesaria para ejecutar la prueba de diagnóstico simplemente frotándola o presionándola. Los investigadores también diseñaron un dispositivo portátil de bajo costo llamado potenciostato, que se conecta fácilmente al SPED para automatizar las pruebas de diagnóstico para que puedan ser realizadas por usuarios no entrenados. La batería que alimenta el potenciostato puede ser recargada usando el TEG integrado en los SPED.

«Hasta donde sabemos, este trabajo reporta los primeros dispositivos auto-alimentados, basados ​​en papel, capaces de realizar ensayos electroquímicos rápidos, precisos y sensibles en combinación con un potenciostato portátil de bajo costo que se puede recargar usando un TEG basado en papel , «Dijo Martínez.

Fue coautor del artículo con los estudiantes de posgrado Aniket Pal y Debkalpa Goswami; Los eruditos Hugo E. Cuellar y Heloisa FN Caurin; Y Randy Kuang, un estudiante de secundaria que participó en la investigación.

El documento de investigación describe los SPED, el potenciostato portátil y un algoritmo de visión-máquina que es capaz de reconocer la información codificada por colores. El documento está disponible en línea en http: // onlinelibrary. Wiley Com / doi / 10. 1002 / admt. 201700130 / full . Los SPED son compatibles con tecnologías de impresión masiva, tales como impresión roll-to-roll o deposición por pulverización. Pueden realizar análisis «multiplexados» que permiten la detección altamente sensible y precisa

De varios objetivos para una serie de aplicaciones de pruebas de puntos de atención. Y pueden utilizarse para alimentar otros dispositivos electrónicos para facilitar las aplicaciones de telemedicina en entornos de recursos limitados.

Los SPED se utilizaron para detectar biomarcadores como glucosa, ácido úrico y L-lactato, cetonas y glóbulos blancos, que indican factores relacionados con la función hepática y renal, desnutrición y anemia. Futuras versiones de la tecnología contendrán varias capas adicionales para ensayos más complejos para detectar enfermedades como el dengue, la fiebre amarilla, la malaria, el VIH y la hepatitis, dijo Martínez.

Fuente:UNIVERSIDAD DE PURDUE