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O dispositivo novo do microfluidics podia salvar vidas acelerando o diagnóstico da sepsia

Os pesquisadores no Instituto de Tecnologia de Michigan desenvolveram um sensor novo que poderia dramàtica acelerar o diagnóstico de vidas da sepsia e da salvaguarda identificando a circunstância antes que esteja demasiado atrasada.

Dispositivo novo do microfluidicsCrédito: Felice Frankel

O sensor microfluidic pequeno pode detectar um biomarker para interleukin-6 chamado sepsia (IL-6) em volumes minúsculos de sangue dentro de aproximadamente 25 minutos. O dispositivo poderia fornecer uma alternativa barata e mais sensível aos sistemas actuais do ponto--cuidado para a detecção de sepsia, que mata quase 250.000 pacientes nos E.U. cada ano.

A sepsia exige um diagnóstico rápido para a gestão eficaz

A sepsia elevara quando o sistema imunitário provoca uma corrente de reacções da inflamação durante todo o corpo em resposta à infecção. A resposta potencial fatal causa uma frequência cardíaca alta, febre severa, falta de ar e pode causar choque séptico, onde as gotas e os órgãos da pressão sanguínea fecham e falham.

Para diagnosticar a sepsia, os doutores confiam tradicional em sinais vitais, análises de sangue, e outros imagem lactente e testes de laboratório, mas diagnosticar a sepsia em tempo oportuno de modo que o cuidado eficaz possa ser fornecido permanece um desafio.

Ensaios tradicionais para detectar igualmente biomarkers da sepsia frequentemente para exigir as máquinas caras, volumosas que exigem um mililitro do sangue e fazem a detecção fora do hospital que se ajusta impossível.

Nos últimos anos, os vários dispositivos do ponto--cuidado foram desenvolvidos que podem gerar resultados dos microlitros do sangue dentro ao redor 30 minutos, mas estes são geralmente caros porque usam na maior parte componentes ópticos caros para detectar os biomarkers.

Igualmente capturam somente um número minúsculo de proteínas, muitas de que circule entre as proteínas de sangue mais abundantes.

Além disso, todas as tentativas de abaixar o custo destes dispositivos, o tamanho de seus componentes ou de aumentar a escala das proteínas que podem ser detectadas, reduzem sua sensibilidade.

Interleukin-6 como um biomarker para a sepsia

Nos últimos anos, os pesquisadores identificaram os biomarkers da proteína de sangue que servem como indictors adiantados da sepsia. O nível de sangue de um tal − do − IL-6 do biomarker começa a aumentar as horas antes que outros sintomas da sepsia se ajustem dentro, fazendo lhe um candidato prometedor para a detecção atempada. Contudo, mesmo a estes níveis aumentados, a concentração de IL-6 no sangue é demasiado baixa ser detectada rapidamente por dispositivos tradicionais do ensaio.

Agora, um artigo de investigação devendo ser apresentado na engenharia na conferência da medicina e da biologia, em Berlim, descreve um sistema microfluidics-baseado que possa detectar clìnica níveis significativos de IL-6 dentro ao redor 25 minutos, usando menos do que uma picada do dedo do sangue.

“Para uma doença aguda, tal como a sepsia, que progride muito ràpida e pode ser risco de vida, é útil ter um sistema que meça ràpida estes biomarkers nonabundant,” diz o primeiro autor da pesquisa Dan Wu. “Você pode igualmente monitora freqüentemente a doença enquanto progride.”

Miniaturizando um ensaio grânulo-baseado magnético em um dispositivo do microfluidics

Na tentativa de projectar uma alternativa mais disponível aos sistemas actuais do ponto--cuidado, os pesquisadores do MIT expor para miniaturizar um ensaio grânulo-baseado magnético em um dispositivo automatizado do microfluidics que seja aproximadamente diversos centímetros quadrados em tamanho.

Em um dos canais microfluidic do dispositivo, os microbeads anticorpo-atados misturam com o sangue para capturar IL-6 e em um outro canal, aqueles grânulos que contêm o anexo do biomarker a um eléctrodo. Quando a tensão é executada através do eléctrodo, gera um sinal elétrico para cada grânulo biomarker-atado e os sinais gerados são traduzidos então em um nível de concentração para o biomarker.

Vantagens da plataforma nova sobre sistemas actuais

Mesmo os aumentos da acta em IL-6 podem ser detectados durante um teste, e se as amostras precisam de ser processadas paralelamente, mais canais podem simplesmente ser adicionados ao dispositivo. Actualmente, o projecto tem oito canais do microfluidics que podem medir tantas como biomarkers ou amostras de sangue diferentes simultaneamente.

“Esta é uma plataforma muito geral. Se você quer aumentar a pegada física do dispositivo, você pode escalar acima e para projectar mais canais detectar tantos como biomarkers como você quer,” diz Wu.

O dispositivo compacto é barato comparado com os sistemas portáteis existentes, fáceis de usar e exige somente 5 microlitros do sangue testar os níveis IL-6.

“Em sua extremidade, doutores apenas carregue em uma amostra de sangue usando uma pipeta. Então, pressionam um botão e 25 minutos mais tarde conhecem a concentração IL-6,” adiciona Wu.

Nós veremos esta tecnologia na clínica logo?

A tecnologia não está ainda pronta para o uso clínico em um ajuste do hospital mas os planos para o refinamento são correntes. Um exemplo inclui a capacidade para detectar outros biomarkers da sepsia, de que há mais de 200 exemplos que foram aprovados pelo FDA.

Se o dispositivo é finalizado, os clínicos podem poder travar a sepsia antes que esteja demasiado atrasada e salvar vidas, mesmo nos ajustes dos cuidados médicos onde não seria prática usar as plataformas actuais.

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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