Microlaboratório inspirado em brinquedo faz exame médico na hora

O biochip (à direita) usa a força centrífuga para concentrar as bactérias no líquido corporal a ser examinado.
[Imagem: IBS]

Spinner médico

O spinner, um brinquedo que surgiu e desapareceu como uma tempestade de verão, deixou pelo menos um benefício duradouro.

Issac Michael e seus colegas do Instituto de Ciências Básicas da Coreia do Sul inspiraram-se no brinquedo giratório para otimizar o funcionamento de um biochip, um microlaboratório que promete coisas como exames realizados na hora, no próprio consultório médico, além de melhorias de eficiência em virtualmente todos os exames tradicionais.

Os spinners são brinquedos cujos rolamentos reduzem o atrito, permitindo que eles girem velozmente por um longo tempo - basta um movimento com um dedo para colocá-los em movimento.

Tirando proveito da força centrífuga derivada desse movimento giratório, a equipe desenvolveu uma tecnologia que eles chamam de "separação assistida por fluidos". Esse mecanismo permite que o biochip funcione apenas com uma ou duas rotações induzidas manualmente.

O resultado é surpreendente: os fluidos depositados no biochip para o exame apresentam um enriquecimento na concentração dos patógenos de até 100 vezes.

O enriquecimento é tão grande que o material passa a ser visível a olho nu tão logo o dispositivo para de rodar - tudo sem a necessidade das demoradas culturas de bactérias, por exemplo.

Esquema do microlaboratório giratório.
[Imagem: Issac Michael - 10.1038/s41551-020-0557-2]

Centrifugação manual

"Embora a força centrífuga sirva como 'motor' do dispositivo, a força é sentida mais fortemente na rota externa, uma vez que ela age externamente para fora do centro de rotação. O impacto desequilibrado da força centrífuga mantém parte da amostra na membrana.

"Utilizamos forças hidrodinâmicas que atuam verticalmente à força centrífuga, enchendo a membrana do filtro com líquido antes do processo de centrifugação. Isso minimizou a queda de pressão e trouxe um equilíbrio uniforme de pressão em toda a área da membrana. Isso permitiu maximizar a eficiência do enriquecimento celular bacteriano, minimizando a força necessária para a filtração.

"Com isto, uma ou duas rotações foram suficientes para filtrar 1 mL de amostra, apesar da grande variação na velocidade de rotação entre diferentes operadores com diferentes potências manuais," contou o professor Yoon-Kyoung.

A equipe testou o dispositivo em condições reais, fazendo exames de urina na localidade de Tiruchirappalli, na Índia, para detectar infecções do trato urinário em mulheres. Os testes produziram resultados 100% precisos, em comparação com os exames laboratoriais - com a diferença que o resultado saiu em 50 minutos, contra sete dias necessários para fazer a análise em laboratório.

Fonte: Spinner inspira biochip que faz exame médico na hora