Aviso: Esta página é uma tradução automática da página original em inglês. Por favor note uma vez que as traduções são geradas por máquinas, não tradução tudo será perfeita. Este site e suas páginas da Web destinam-se a ler em inglês. Qualquer tradução deste site e suas páginas da Web pode ser imprecisas e imprecisos no todo ou em parte. Esta tradução é fornecida como uma conveniência.

A máscara protectora nova pode diagnosticar Covid-19 em 90 minutos

Os coordenadores no MIT e na Universidade de Harvard projectaram uma máscara protectora nova que pudesse diagnosticar o portador com o Covid-19 dentro de cerca de 90 minutos. As máscaras são encaixadas com os sensores minúsculos, descartáveis que podem ser cabidos em outras máscaraes protectoras e poderiam igualmente ser adaptados para detectar outros vírus.

Os sensores são baseados na maquinaria celular liofilizada que a equipa de investigação tem desenvolvido previamente para o uso nos diagnósticos de papel para vírus tais como Ebola e Zika. Em um estudo novo, os pesquisadores mostraram que os sensores poderiam ser incorporados não somente em máscaraes protectoras mas igualmente em roupa tal como os revestimentos do laboratório, oferecendo potencial uma maneira nova de monitorar a exposição dos trabalhadores dos cuidados médicos a uma variedade de micróbios patogénicos ou a outras ameaças.

Nós demonstramos que nós podemos liofilizar uma escala larga de sensores sintéticos da biologia para detectar ácidos nucleicos virais ou bacterianos, assim como os produtos químicos tóxicos, incluindo toxinas do nervo. Nós prevemos que esta plataforma poderia permitir biosensors wearable da próxima geração para primeiros que respondes, pessoais de cuidados médicos, e pessoal militar.”

James Collins, professor de Termeer da engenharia médica e da ciência no instituto do MIT para a engenharia médica e da ciência (IMES) e do departamento do autor superior biológico da engenharia e do estudo

Os sensores da máscara protectora estão projectados de modo que possam ser activados pelo portador quando estão prontos para executar o teste, e os resultados estão indicados somente no interior da máscara, para a privacidade do usuário.

Peter Nguyen, um cientista da pesquisa no instituto do Wyss da Universidade de Harvard para a engenharia biològica inspirada, e Luis Soenksen, um construtor do risco na clínica do Abdul Latif Jameel do MIT para a aprendizagem de máquina na saúde e um postdoc anterior no instituto de Wyss, é os autores principais do papel, que aparece na biotecnologia da natureza.

Sensores Wearable

Os sensores wearable novos e a máscara protectora diagnóstica são baseados na tecnologia que Collins começou a desenvolver diversos anos há. Em 2014, mostrou que as proteínas e os ácidos nucleicos necessários para criar as redes sintéticas do gene que reagem às moléculas específicas do alvo poderia ser encaixado no papel, e usou esta aproximação para criar os diagnósticos de papel para os vírus de Ebola e de Zika. No trabalho com o laboratório de Feng Zhang em 2017, Collins desenvolveu um outro sistema sem célula do sensor, conhecido como SHERLOCK, que fosse baseado em enzimas de CRISPR e permitisse a detecção altamente sensível de ácidos nucleicos.

Estes componentes de circuito sem célula estão liofilizados e permanecem estáveis por muitos meses, até que estado rehydrated. Quando ativados pela água, podem interagir com sua molécula do alvo, que pode ser toda a seqüência do RNA ou do ADN, assim como outros tipos de moléculas, e produzem um sinal tal como uma mudança na cor.

Mais recentemente, Collins e seus colegas começaram a trabalhar em incorporar estes sensores em matérias têxteis, com o objectivo de criar um revestimento do laboratório para trabalhadores dos cuidados médicos ou outro com a exposição potencial aos micróbios patogénicos.

Primeiramente, Soenksen executou uma tela das centenas de tipos diferentes de tela, do algodão e do poliéster às lãs e à seda, para encontrar que puderam ser compatíveis com este tipo do sensor. “Nós terminamos acima de identificar um par que são muito amplamente utilizados na indústria da moda para fazer vestuários,” ele dizemos. “Esse que era o melhor era uma combinação de poliéster e de outras fibras sintéticas.”

Para fazer sensores wearable, os pesquisadores encaixaram seus componentes liofilizados em uma secção pequena desta tela sintética, onde são cercados por um anel do elastómetro de silicone. Esta divisão em compartimentos impede que a amostra evapore ou difunda longe do sensor. Para demonstrar a tecnologia, os pesquisadores criaram um revestimento encaixado com os aproximadamente 30 destes sensores.

Mostraram que um respingo pequeno do líquido que contem partículas virais, imitando a exposição a um paciente contaminado, pode hidratar os componentes liofilizados da pilha e activar o sensor. Os sensores podem ser projectados produzir tipos diferentes de sinais, incluindo uma mudança da cor que possa ser considerada com o olho nu, ou um sinal fluorescente ou luminescente, que possa ser lido com um espectrómetro handheld. Os pesquisadores igualmente projectaram um espectrómetro wearable que poderia ser integrado na tela, onde pode ler os resultados e sem fio os transmitir a um dispositivo móvel.

“Isto dá-lhe um ciclo do feedback de informação que possa monitorar sua exposição ambiental e alertar o e outro sobre a exposição e onde aconteceu,” Nguyen diz.

Uma máscara protectora diagnóstica

Porque os pesquisadores terminavam acima seu trabalho nos sensores wearable cedo em 2020, Covid-19 começou a espalhar ao redor do mundo, assim que decidiram rapidamente tentar usar sua tecnologia para criar um diagnóstico para o vírus SARS-CoV-2.

Para produzir sua máscara protectora diagnóstica, os pesquisadores encaixados liofilizaram sensores de SHERLOCK em uma máscara de papel. Como com os sensores wearable, os componentes liofilizados são cercados pelo elastómetro de silicone. Neste caso, os sensores são colocados no interior da máscara, assim que podem detectar partículas virais na respiração da pessoa que veste a máscara.

A máscara igualmente inclui um reservatório pequeno de água que está liberada no impulso de um botão quando o portador está pronto para executar o teste. Isto hidrata os componentes liofilizados do sensor SARS-CoV-2, que analisa gotas acumuladas da respiração no interior da máscara e produz um resultado dentro de 90 minutos.

“Este teste é tão sensível quanto a bandeira de ouro, testes altamente sensíveis do PCR, mas é tão rapidamente como os testes do antígeno que são usados para a análise rápida de Covid-19,” Nguyen diz.

Os protótipos desenvolvidos neste estudo têm sensores no interior da máscara para detectar o estado de um usuário, assim como sensores colocados na parte externa dos vestuários, para detectar a exposição do ambiente. Os pesquisadores podem igualmente trocar dentro os sensores para outros micróbios patogénicos, incluindo a gripe, o Ebola, e o Zika, ou os sensores que se tornaram para detectar agentes de nervo do organophosphate.

“Com estas demonstrações que nós encolhemos essencialmente abaixo da funcionalidade de facilidades de teste moleculars avançadas em um formato compatível com encenações wearable através de uma variedade de aplicações,” Soenksen diz.

Os pesquisadores arquivaram para uma patente na tecnologia e estão esperando agora trabalhar com uma empresa para desenvolver mais os sensores. A máscara protectora é mais provável a primeira aplicação que poderia ser feita disponível, Collins diz.

“Eu penso que a máscara protectora é provavelmente a mais avançada e a mais próxima a um produto. Nós temos tido já muito interesse dos grupos exteriores que gostariam de tomar os esforços que do protótipo nós temos e dos avançar a um aprovado, produto introduzido no mercado,” diz.