Novi mikrofluidni uređaj donosi pristupačno testiranje bubrega u njegu

Novi mikrofluidni uređaj donosi pristupačno testiranje bubrega u njegu

Kronična bubrežna bolest (CKD) pogađa više od 800 milijuna ljudi diljem svijeta i često se dijagnosticira prekasno da bi se mogla učinkovito liječiti. Rano otkrivanje ovisi o točnom mjerenju biomarkera kao što su kreatinin i omjer albumin-kreatinin u mokraći (UACR). Dok je testiranje urina neinvazivno i informativno, standardne metode oduzimaju puno vremena, skupe su i zahtijevaju specijalizirane ustanove. Postojeći uređaji za pružanje pomoći pružaju praktičnost, ali ostaju pretjerano skupi ili tehnički složeni za mnoge korisnike. Stoga postoji hitna potreba za robusnom, pristupačnom i korisniku jednostavnom platformom za mjerenje kreatinina u mokraći s kliničkom preciznošću. Zbog ovih izazova potrebni su novi pristupi za razvoj pristupačnih dijagnostičkih alata za probir i nadzor KBB-a.

Istraživači sa Sveučilišta u Manitobi, u suradnji s kliničkim i tehničkim partnerima, razvili su jeftin, pasivni mikrofluidni uređaj za testiranje kreatinina u mokraći. Objavljeno (doi: 10.1038/s41378-025-00880-z) 2. travnja 2025. uMikrosustavi i nanoinženjeringStudija opisuje dizajn, proizvodnju i validaciju "UCR čipa". Ovaj uređaj koristi JAFFE reakciju temeljenu na boji i sustav protoka s uravnoteženim tlakom za pružanje brzih i stabilnih mjerenja. Eliminirajući potrebu za vanjskim pumpama ili strujom, UCR čip utire put pristupačnom, decentraliziranom testiranju funkcije bubrega.

UCR-CHIP integrira dvije ključne inovacije: pasivni 2-fazni sustav kompenzacije tlaka (2-PPC) i mikrofluidnu mrežu kanala dizajniranu za precizan omjer miješanja 1:5 između urina i reagensa. Ova postavka osigurava dosljedne kemijske reakcije i brzu stabilizaciju kolorimetrijskog signala. Koristeći Jaffeovu reakciju, koja proizvodi narančasti kompleks kada kreatinin stupa u interakciju s pikrinskom kiselinom u alkalnim uvjetima, čip omogućuje mjerljiva optička očitanja putem USB mikroskopske platforme. Stabilizacija signala postiže se unutar 7 minuta, a ChIP održava stabilnost detekcije tijekom 30 minuta - značajno poboljšanje u odnosu na tradicionalne analize. Tehnička validacija pokazala je dinamički linearni raspon detekcije do 40 mm i nisku granicu detekcije od 0,521 mm, pokrivajući cijeli klinički raspon. U usporedbi s komercijalnim sustavima njege, UCR čip pokazao je usporedivu ili bolju točnost i manje intervencije umjetnih matrica urina. Osim toga, optimizirani prozor za lentikularne prozore za promatranje s trajanjem protoka poboljšava ujednačenost signala i skraćuje vrijeme punjenja. Uređaj je proizveden litografijom sa suhim filmom za visoku preciznost te je skalabilan i reproducibilan. Zajedno, ove značajke čine UCR čip privlačnom platformom za prijenosnu dijagnostiku.

Naš je cilj bio stvoriti dijagnostički alat koji je jednostavan za korištenje poput test trake za glukozu, ali s točnošću laboratorijske analize kreatinina. UCR čip zadovoljava tu potrebu kombinirajući mikrofluidnu preciznost s dizajnom prilagođenim korisniku. Ima potencijal promijeniti način na koji otkrivamo i liječimo bubrežne bolesti, osobito u okruženjima s nedostatkom sredstava. “

Dr. Francis Lin, suautor

Dr. Lin istaknuo je pristupačnost i skalabilnost uređaja kao važne prednosti za široku primjenu u javnom zdravstvu.

Osim probira CKD-a, UCR čip pruža širu platformu za praćenje zdravlja u stvarnom vremenu u različitim scenarijima, od sportske medicine do skrbi za majke i testiranja na lijekove. Istraživači predviđaju integraciju ovog čipa sa sličnim mikrofluidnim uređajem za urinarni albumin za istovremeno mjerenje UACR-a, ključnog markera oštećenja bubrega. Dizajn je također pogodan za buduće nadogradnje pomoću enzimskih testova ili detekcije temeljene na fluorescenciji za poboljšanu specifičnost. Sa svojim kompaktnim, isplativim formatom bez električne energije, UCR čip predstavlja važan korak prema pravednoj dijagnostici na mjestu skrbi prilagođenoj i kliničkom i kućnom okruženju.

Izvori: