Công nghệ mới làm cho các thiết bị chẩn đoán y tế in 3D trở nên dễ tiếp cận và giá cả phải chăng
Ngày tạo: 08/02/2021 1:29:56 CH
Các thiết bị có các kênh đan xen phức tạp, có chiều rộng bằng sợi tóc người, di chuyển một lượng nhỏ chất lỏng và có thể được sử dụng để chẩn đoán và điều trị các bệnh phức tạp, hiện có thể được chế tạo bằng một phương pháp hiệu quả về chi phí, nhanh chóng và đáng tin cậy.
Một nghiên cứu gần đây của một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Bristol mô tả một phương pháp phát triển nhanh chóng các thiết bị vi lỏng phức tạp làm bằng polyme sử dụng các giàn vi kênh liên kết được in 3D và các tài nguyên mã nguồn mở do nhóm phát triển.
Công nghệ đột phá này được báo cáo trong bài báo của PlosOne có tiêu đề, “Chế tạo thiết bị vi lỏng chi phí đáng kể bằng cách sử dụng giàn giáo kênh liên kết được in 3D”.
Thường được gọi là xét nghiệm tại giường, xét nghiệm từ xa, xét nghiệm di động hoặc chẩn đoán nhanh, xét nghiệm lâm sàng có thể được thực hiện tại nơi chăm sóc bệnh nhân chứ không phải trong phòng thí nghiệm, là bản chất của xét nghiệm tại điểm chăm sóc (POC). Các công cụ kiểm tra POC được thực hiện thông qua công nghệ phòng thí nghiệm trên chip (LOC) đã trở nên phổ biến rộng rãi trong vài thập kỷ qua như là câu trả lời cho những thách thức về sinh học, hóa học và chăm sóc sức khỏe toàn cầu.
Công nghệ mới này có tiềm năng thúc đẩy sự phát triển và triển khai các kỹ thuật chẩn đoán LOC ở các vùng kém phát triển trên thế giới, nơi rất cần chẩn đoán nhanh để cải thiện sức khỏe cộng đồng, tỷ lệ tử vong và bệnh tật.
Các thiết bị microfluidic làm nền tảng cho công nghệ LOC để làm cho xét nghiệm POC có thể phát hiện và điều trị nhanh chóng và hiệu quả nhiều bệnh.
Việc xây dựng một thiết bị vi lỏng rất tốn công sức. Do đó, giảm thời gian và nỗ lực để sản xuất các thiết bị này là mối quan tâm nghiên cứu tối quan trọng. Hiện tại, các công nghệ được sử dụng để phát triển các thiết bị vi lỏng bao gồm cán mỏng, ép phun và in thạch bản mềm.
Nhiều loại polyme khác nhau được sử dụng để chế tạo các thiết bị vi lỏng, được lựa chọn dựa trên hiệu suất sinh hóa, chi phí, thuộc tính chế tạo, ứng dụng cụ thể, khả năng chịu nhiệt độ và khả năng tương thích sinh học. Các tác giả trong nghiên cứu hiện tại đã sử dụng một loại polymer gọi là polydimethylsiloxane (PDMS) trong quy trình chế tạo của họ.
Các tác giả đã phát triển một giải pháp thay thế để sản xuất khuôn in thạch bản mềm, giúp việc chế tạo các thiết bị vi lỏng dễ tiếp cận và giá cả phải chăng.
“Trước đây, các kỹ thuật sản xuất khuôn / khuôn in thạch bản mềm (mô hình kênh vi lỏng) tốn nhiều thời gian và cực kỳ tốn kém, trong khi các giải pháp thay thế giá rẻ khác thường có các đặc tính không thuận lợi. Sự phát triển này có thể đưa việc tạo mẫu LOC vào tay các nhà nghiên cứu và bác sĩ lâm sàng, những người hiểu rõ nhất những thách thức, đặc biệt là những người ở những môi trường hạn chế về nguồn lực, nơi chẩn đoán nhanh thường có tác động lớn nhất, ”Tiến sĩ Robert Hughes, tác giả chính của nghiên cứu cho biết và là giảng viên khoa kỹ thuật cơ khí tại Đại học Bristol.
“Kỹ thuật này rất đơn giản, nhanh chóng và rẻ tiền đến mức các thiết bị có thể được chế tạo chỉ bằng các thiết bị gia dụng hoặc giáo dục hàng ngày và với chi phí không đáng kể (~ 0,05% chi phí vật liệu cho một thiết bị vi lỏng). Điều này có nghĩa là các nhà nghiên cứu và bác sĩ lâm sàng có thể sử dụng kỹ thuật và nguồn lực của chúng tôi để giúp chế tạo các công cụ chẩn đoán y tế nhanh chóng và rẻ tiền, với yêu cầu chuyên môn hoặc nguồn lực bổ sung tối thiểu, ”Harry Felton, đồng tác giả của nghiên cứu và là nghiên cứu sinh tại Đại học Bristol cho biết.
“Sự đơn giản và chi phí tối thiểu của kỹ thuật này, cũng như phương pháp nhấp và kết nối vui nhộn được phát triển, cũng làm cho nó phù hợp với những người có sở thích và sử dụng giáo dục, để dạy về vi chất lỏng và các ứng dụng của công nghệ lab-on-a-chip, ”Andrea Diaz Gaxiola, đồng tác giả của nghiên cứu và là nghiên cứu sinh tại Đại học Bristol cho biết.
Các giàn giáo này được thiết kế với các đầu kết nối và được sử dụng để cấu hình nhanh các mẫu vi kênh phức tạp và được nhúng vào PDMS để tạo ra dấu ấn của mẫu.
Các giàn giáo được in bằng máy in 3D Đùn Vật liệu (MEX) thông thường giúp hạn chế chi phí. Các tác giả đã chỉ ra rằng với các sửa đổi máy in có sẵn, có thể tạo ra các mặt cắt kênh nhỏ như một trăm micron vuông.
Hệ thống vi lỏng tùy chỉnh có thể được xây dựng mà không cần bất kỳ thiết bị chuyên dụng nào bằng cách sử dụng giao thức được báo cáo trong bài báo để chế tạo khuôn kênh vi lỏng từ giàn giáo in 3D bằng nhựa nhiệt dẻo.
Kiến trúc của các vi kênh PDMS được chế tạo bằng các giao thức có thể được đánh giá và áp dụng trực tiếp lên kính mà không cần xử lý bề mặt plasma. Các tác giả đã chỉ ra rằng thiết bị microfluid hoạt động trong áp suất làm việc điển hình của các thiết bị microfluidic thương mại.
Nghiên cứu xác nhận kỹ thuật này bằng cách chứng minh việc chế tạo hai thiết bị vi lỏng phổ biến: máy trộn chất lỏng thể hiện thiết kế giàn giáo kết nối hiệu quả và máy tạo giọt vi cầu.
“Chúng tôi hy vọng rằng điều này sẽ dân chủ hóa công nghệ vi lỏng và phòng thí nghiệm trên chip, giúp thúc đẩy sự phát triển của chẩn đoán tại điểm chăm sóc và truyền cảm hứng cho thế hệ tiếp theo của các nhà nghiên cứu và bác sĩ lâm sàng trong lĩnh vực này,” Hughes nói.
Nhóm hiện đang cố gắng xác định các cộng tác viên tiềm năng trong cả nghiên cứu và giáo dục để chứng minh tác động mà công nghệ này có thể có trong cả hai môi trường bằng cách phát triển và hỗ trợ các hoạt động tiếp cận và ứng dụng để kiểm tra chẩn đoán trên chip.
Nguồn: genengnews
Tags: artec eva artec scanner artec 3d scanner artec spider artec eva 3d scanner artec 3d scanner price artec eva price artec eva scanner artec spider scanner artec eva 3d artec eva 3d scanner price artec 3d spider artec spider 3d scanner price máy quét artec máy quét 3d cầm tay máy quét 3D máy scan mini artec máy scan artec máy scan cầm tay máy scan 3d
.jpg)
.jpg)