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L'unità novella di microfluidics ha potuto salvare le vite accelerando la diagnosi di sepsi

I ricercatori all'istituto di tecnologia del Michigan hanno sviluppato un sensore novello che potrebbe accelerare drammaticamente la diagnosi di sepsi e salvare le vite identificando la circostanza prima che fosse troppo tardi.

Unità novella di microfluidicsCredito: Felice Frankel

Il piccolo sensore microfluidic può individuare un biomarcatore per interleukin-6 chiamato sepsi (IL-6) nei volumi minuscoli di sangue in circa 25 minuti. L'unità potrebbe fornire un'alternativa economica e più sensibile ai sistemi correnti di punto-de-cura per la rilevazione di sepsi, che uccide quasi 250.000 pazienti negli Stati Uniti ogni anno.

La sepsi richiede una diagnosi veloce per l'efficace gestione

La sepsi sorge quando il sistema immunitario avvia una catena delle reazioni di infiammazione in tutto l'organismo in risposta all'infezione. La risposta potenzialmente interna causa un'alta frequenza cardiaca, la febbre severa, dispnea e può causare la scossa settica, dove le gocce e gli organi di pressione sanguigna interrompono e vengono a mancare.

Per diagnosticare la sepsi, medici contano tradizionalmente sulle funzioni vitali, sulle analisi del sangue e su altre rappresentazione e prove di laboratorio, ma diagnosticare la sepsi in moda da potere fornire l'efficace cura rimane tempestivamente una sfida.

Analisi tradizionali per individuare i biomarcatori di sepsi anche spesso per richiedere i commputer costosi e ingombranti che richiedono un millilitro di sangue e fanno la rilevazione fuori dell'ospedale che colloca impossibile.

Negli ultimi anni, le varie unità di punto-de-cura sono state sviluppate che possono generare i risultati dai microliters di sangue dentro intorno 30 minuti, ma queste sono solitamente costose perché principalmente usano le componenti ottiche costose per individuare i biomarcatori.

Egualmente catturano soltanto un numero minuscolo delle proteine, molte di cui circolano fra le proteine del sangue più abbondanti.

Ancora, tutti i tentativi di abbassare il costo di queste unità, la dimensione delle loro componenti o di aumentare l'intervallo delle proteine che possono essere individuate, diminuisce la loro sensibilità.

Interleukin-6 come biomarcatore per sepsi

Negli ultimi anni, i ricercatori hanno identificato i biomarcatori della proteina del sangue che serviscono da indictors iniziali di sepsi. Il livello di sangue di un tale − del − IL-6 di biomarcatore comincia ad aumentare ore prima che altri sintomi di sepsi collochino dentro, rendentegi un candidato di promessa per individuazione tempestiva. Tuttavia, anche a questi livelli aumentati, la concentrazione di IL-6 nel sangue è troppo bassa essere individuata rapidamente dalle unità tradizionali di analisi.

Ora, una pubblicazione dovuta essere presentato all'assistenza tecnica nella conferenza di biologia e della medicina, a Berlino, descrive ad un sistema basato microfluidics che può individuare clinicamente i livelli significativi di IL-6 dentro intorno 25 minuti, usando di meno che una puntura della barretta di sangue.

“Per una malattia acuta, quale sepsi, che progredisce molto rapido e può essere pericolosa, è utile avere un sistema che misura rapido questi biomarcatori nonabundant,„ dice il primo autore della ricerca Dan Wu. “Potete egualmente frequentemente riflettete la malattia mentre progredisce.„

Miniaturizzazione dell'analisi basata a perla magnetica su un'unità di microfluidics

Nel tentativo di progettare un'alternativa più accessibile ai sistemi correnti di punto-de-cura, i ricercatori del MIT precisano per miniaturizzare ad un'analisi basata a perla magnetica su un'unità automatizzata di microfluidics che è approssimativamente parecchi centimetri quadrati nella dimensione.

In uno dei canali microfluidic dell'unità, le microperle anticorpo-retinate si mescolano con sangue per catturare IL-6 ed in altro canale, quelle perle che contengono l'attaccatura di biomarcatore ad un elettrodo. Quando la tensione è passata l'elettrodo, genera un segnale elettrico per ogni perla biomarcatore-retinata ed i segnali generati poi sono tradotti in livello di concentrazione per il biomarcatore.

Vantaggi di nuova piattaforma sopra i sistemi correnti

Anche gli aumenti di minuto in IL-6 possono essere individuati durante la prova e se i campioni devono essere elaborati parallelamente, più canali possono aggiungersi semplicemente all'unità. Corrente, la progettazione ha otto canali di microfluidics che possono misurare simultaneamente altrettanti biomarcatori o campioni di sangue differenti.

“Questa è una piattaforma molto generale. Se volete aumentare l'orma fisica dell'unità, potete sottoporre a operazioni di disgaggio su e progettare più canali per individuare altrettanti biomarcatori mentre volete,„ dice Wu.

L'unità compatta è economico rispetto ai sistemi portatili attuali, di facile impiego e soltanto richiede 5 microliters di sangue di verificare i livelli IL-6.

“Sulla loro estremità, medici carichi appena in un campione di sangue facendo uso di una pipetta. Poi, stampano un bottone e 25 minuti più successivamente conoscono la concentrazione IL-6,„ aggiunge Wu.

Vederemo questa tecnologia nella clinica presto?

La tecnologia non è ancora pronta per uso clinico in una regolazione dell'ospedale ma le pianificazioni per il perfezionamento sono in corso. Un esempio comprende la capacità di individuare altri biomarcatori di sepsi, di cui ci sono più di 200 esempi che sono stati approvati da FDA.

Se l'unità è finita, i clinici possono potere catturare la sepsi prima che sia troppo tardi e salvi le vite, anche nelle impostazioni di sanità in cui non sarebbe pratico utilizzare le piattaforme correnti.

Source:

Matheson, R. Microfluidics device helps diagnose sepsis in minutes. MIT News. July 23, 2019. http://news.mit.edu/

Sally Robertson

Written by

Sally Robertson

Sally first developed an interest in medical communications when she took on the role of Journal Development Editor for BioMed Central (BMC), after having graduated with a degree in biomedical science from Greenwich University.

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