新的3D打印技术可能带来更快、更便宜的诊断

KU鲁汶研究人员设计了一种新的3D打印方法,扩展了横向流动测试的可行性。

利用3D打印机,研究人员制作了一个3D版本的横向流动测试。它的基础是一小块多孔聚合物,在其中,具有特定性能的“墨水”被打印在精确的位置。图片来源:©阿梅洛特集团

此类检测以COVID-19自检和传统妊娠检测的形式广泛使用。有了最新的打印方法,下一代诊断测试可以开发出快速、经济、用户友好。

由于COVID-19大流行正在持续,每个人都知道快速诊断的重要性。自2021年3月底以来,比利时已允许药店销售自检产品。这种自检就是所谓的横向流动测试。

在雨刷的帮助下,通过鼻子采集样本,随后将其溶解在溶剂中,并用于测试套件。该试剂盒含有一种吸收材料,可将标本移向下游,使其与抗体接触。如果存在病毒,则会出现一条彩色线。这些测试的好处是,它们具有成本效益,而且不需要任何专用设备。

横向流动测试对于执行简单的测试来说是或不是响应是很方便;但是,这些方法不适用于需要多步骤操作的测试。这就是为什么鲁汶大学生物工程师着手设计一种新的具有额外功能的横向流动测试形式的原因。

精确的打印

研究人员使用3D打印机创建了一个横向流动测试的3D模型。这个模型的基础是一个微小的多孔聚合物块,在那里,具有特殊性能的“墨水”被打印在精确的位置。

通过这种方式,一个通道网和微小的“锁”被打印出来,允许水流在需要的地方或时间通过或阻碍它,而不需要移动部件。在试验时,试样自动通过试验的各个步骤。这种方法甚至可以帮助完成复杂的程序。

研究人员评估了他们的方法,重新建立了用于检测免疫球蛋白E (IgE)的酶联免疫吸附试验(ELISA)。Ig E被量化来诊断过敏。在实验室环境中,这种测试包括几个步骤,包括酸度的变化和不同的漂洗。研究人员使用一个类似厚信用卡大小的打印测试套件成功地运行了整个过程。

复杂性不是成本

3D打印的伟大之处在于,您可以快速调整测试的设计来适应例如,另一个检测癌症生物标志物的方案。对于3D打印机来说,渠道网络有多复杂并不重要

鲁汶大学的Cesar Parra博士

新的3D打印方法也具有可扩展性和经济性。

在我们的实验室里,Ig E原型测试的成本约为1.5美元,但如果我们能扩大规模,成本将不到1美元帕拉博士补充道。

这种新方法不仅为发达国家提供了更快和更便宜的诊断机会,而且也为那些更需要具有成本效益的诊断测试和医疗基础设施不是很容易获得的国家提供了机会。

目前,研究人员正在开发他们自己的3D打印机,与新的分析中使用的商业版本相比,它将更加灵活。

优化过的打印机有点像移动的迷你工厂,可以快速产生诊断结果。然后,只需加载不同的设计文件和墨水,就可以创建不同类型的测试。我们希望在合作伙伴的帮助下继续研究诊断方面的挑战和应用

巴特·范·达菲尔,鲁汶大学创新经理

用于横向流动诊断的3D打印技术

视频来源:鲁汶大学。

期刊引用:

阿喀琉斯,C。.(2021)用于诊断的单片毛细管驱动微流控设备3D打印。先进材料欧洲杯足球竞彩doi.org/10.1002/adma.202008712

来源:https://www.kuleuven.be/english/

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