Novo dispositivo microfluídico traz testes renais acessíveis para atendimento

Novo dispositivo microfluídico traz testes renais acessíveis para atendimento

A doença renal crônica (DRC) afeta mais de 800 milhões de pessoas em todo o mundo e muitas vezes é diagnosticada tarde demais para receber uma intervenção eficaz. A detecção precoce depende da medição precisa de biomarcadores, como creatinina e relação albumina/creatinina urinária (UACR). Embora os testes de urina sejam não invasivos e informativos, os métodos padrão são demorados, caros e requerem instalações especializadas. Os dispositivos existentes no local de atendimento oferecem conveniência, mas permanecem proibitivamente caros ou tecnicamente complexos para muitos usuários. Portanto, há uma necessidade urgente de uma plataforma robusta, acessível e fácil de usar para medir a creatinina urinária com precisão clínica. Devido a estes desafios, são necessárias novas abordagens para desenvolver ferramentas de diagnóstico acessíveis para o rastreio e vigilância da DRC.

Pesquisadores da Universidade de Manitoba, em colaboração com parceiros clínicos e técnicos, desenvolveram um dispositivo microfluídico passivo e de baixo custo para testes de creatinina na urina. Publicado (doi: 10.1038/s41378-025-00880-z) em 2 de abril de 2025 emMicrossistemas e NanoengenhariaO estudo descreve o projeto, fabricação e validação do “chip UCR”. Este dispositivo utiliza uma reação JAFFE baseada em cores e um sistema de fluxo com pressão balanceada para fornecer medições rápidas e estáveis. Ao eliminar a necessidade de bombas externas ou eletricidade, o chip UCR abre caminho para testes descentralizados e acessíveis da função renal.

O UCR-CHIP integra duas inovações principais: um sistema passivo de compensação de pressão bifásica (2-PPC) e uma rede de canais microfluídicos projetada para uma proporção de mistura precisa de 1:5 entre urina e reagente. Esta configuração garante reações químicas consistentes e rápida estabilização do sinal colorimétrico. Usando a reação de Jaffe, que produz um complexo laranja quando a creatinina interage com o ácido pícrico em condições alcalinas, o chip permite leituras ópticas quantificáveis ​​através de uma plataforma de microscópio USB. A estabilização do sinal é alcançada em 7 minutos e o ChIP mantém a estabilidade de detecção durante 30 minutos – uma melhoria significativa em relação aos ensaios tradicionais. A validação técnica demonstrou uma faixa de detecção linear dinâmica de até 40 mm e um limite de detecção baixo de 0,521 mm, cobrindo toda a faixa clínica. Comparado aos sistemas comerciais no local de atendimento, o chip UCR demonstrou precisão comparável ou melhor e menos intervenção por matrizes de urina artificial. Além disso, a janela otimizada para janelas de observação lenticulares com duração de fluxo melhora a uniformidade do sinal e reduz o tempo de enchimento. O dispositivo é fabricado com litografia de filme seco para alta precisão e é escalonável e reproduzível. Juntos, esses recursos tornam o chip UCR uma plataforma atraente para diagnósticos portáteis.

Nosso objetivo era criar uma ferramenta de diagnóstico que fosse tão fácil de usar quanto uma tira de teste de glicose, mas com a precisão de um ensaio de creatinina em laboratório. O chip UCR atende a essa necessidade combinando precisão microfluídica com design fácil de usar. Tem o potencial de mudar a forma como detectamos e tratamos as doenças renais, especialmente em ambientes com poucos recursos. “

Dr. Francis Lin, co-autor sênior

O Dr. Lin destacou a acessibilidade e a escalabilidade do dispositivo como vantagens importantes para a implantação generalizada da saúde pública.

Além da triagem de DRC, o chip UCR fornece uma plataforma mais ampla para monitoramento da saúde em tempo real em vários cenários, desde medicina esportiva até cuidados maternos e testes de drogas. Os pesquisadores pretendem integrar este chip com um dispositivo microfluídico de albumina urinária semelhante para medição simultânea de UACR, um marcador crucial de danos renais. O design também se presta a atualizações futuras usando ensaios enzimáticos ou detecção baseada em fluorescência para melhorar a especificidade. Com seu formato compacto, econômico e sem eletricidade, o chip UCR representa um passo importante em direção a diagnósticos equitativos no local de atendimento, adaptados tanto para ambientes clínicos quanto domésticos.

Fontes: