Noul dispozitiv microfluidic asigură testarea rinichilor la prețuri accesibile

Noul dispozitiv microfluidic asigură testarea rinichilor la prețuri accesibile

Boala cronică de rinichi (CKD) afectează peste 800 de milioane de oameni din întreaga lume și este adesea diagnosticată prea târziu pentru a primi o intervenție eficientă. Detectarea precoce depinde de măsurarea precisă a biomarkerilor, cum ar fi creatinina și raportul albumină-creatinină urinară (UACR). În timp ce testarea urinei este non-invazivă și informativă, metodele standard sunt consumatoare de timp, costisitoare și necesită facilități specializate. Dispozitivele existente la punctul de îngrijire oferă confort, dar rămân prohibitiv de costisitoare sau complexe din punct de vedere tehnic pentru mulți utilizatori. Prin urmare, există o nevoie urgentă de o platformă robustă, accesibilă și ușor de utilizat pentru a măsura creatinina urinară cu precizie clinică. Din cauza acestor provocări, sunt necesare noi abordări pentru a dezvolta instrumente de diagnosticare accesibile pentru screening-ul și supravegherea IRC.

Cercetătorii de la Universitatea din Manitoba, în colaborare cu parteneri clinici și tehnici, au dezvoltat un dispozitiv microfluidic pasiv, cu preț redus, pentru testarea creatininei urinare. Publicat (doi: 10.1038/s41378-025-00880-z) la 2 aprilie 2025 înMicrosisteme și nanoinginerieStudiul descrie proiectarea, fabricarea și validarea „cipului UCR”. Acest dispozitiv folosește o reacție JAFFE bazată pe culoare și un sistem de debit echilibrat cu presiune pentru a oferi măsurători rapide și stabile. Prin eliminarea necesității pompelor externe sau a energiei electrice, cipul UCR deschide calea pentru testarea funcției renale descentralizată și accesibilă.

UCR-CHIP integrează două inovații cheie: un sistem pasiv de compensare a presiunii în 2 faze (2-PPC) și o rețea de canale microfluidice proiectată pentru un raport precis de amestecare de 1:5 între urină și reactiv. Această configurație asigură reacții chimice consistente și stabilizarea rapidă a semnalului colorimetric. Folosind reacția Jaffe, care produce un complex portocaliu atunci când creatinina interacționează cu acidul picric în condiții alcaline, cipul permite citiri optice cuantificabile prin intermediul unei platforme de microscop USB. Stabilizarea semnalului se realizează în 7 minute, iar ChIP-ul menține stabilitatea detectării peste 30 de minute - o îmbunătățire semnificativă față de testele tradiționale. Validarea tehnică a demonstrat o gamă dinamică de detecție liniară de până la 40 mm și o limită scăzută de detecție de 0,521 mm, acoperind întreaga gamă clinică. În comparație cu sistemele comerciale de puncte de îngrijire, cipul UCR a demonstrat o acuratețe comparabilă sau mai bună și o intervenție mai mică a matricelor de urină artificială. În plus, fereastra optimizată pentru ferestrele de observare lenticulară cu o durată de curgere îmbunătățește uniformitatea semnalului și scurtează timpul de umplere. Dispozitivul este fabricat folosind litografie cu film uscat pentru precizie ridicată și este atât scalabil, cât și reproductibil. Împreună, aceste caracteristici fac din cipul UCR o platformă atractivă pentru diagnosticarea portabilă.

Scopul nostru a fost să creăm un instrument de diagnostic care să fie la fel de ușor de utilizat ca și o bandă de testare a glucozei, dar cu acuratețea unui test al creatininei de laborator. Cipul UCR răspunde acestei necesități combinând precizia microfluidică cu un design ușor de utilizat. Are potențialul de a schimba modul în care detectăm și tratăm bolile de rinichi, în special în mediile cu resurse insuficiente. „

Dr. Francis Lin, co-autor principal

Dr. Lin a subliniat accesibilitatea și scalabilitatea dispozitivului ca avantaje importante pentru implementarea pe scară largă a sănătății publice.

Dincolo de screening-ul CKD, cipul UCR oferă o platformă mai largă pentru monitorizarea sănătății în timp real în diferite scenarii, de la medicina sportivă la îngrijirea maternă și testarea medicamentelor. Cercetătorii au în vedere integrarea acestui cip cu un dispozitiv similar microfluidic de albumină urinară pentru măsurarea simultană a UACR, un marker crucial al afectarii rinichilor. Designul se pretează, de asemenea, la actualizări viitoare utilizând teste enzimatice sau detecție bazată pe fluorescență pentru o specificitate îmbunătățită. Cu formatul său compact, rentabil și fără electricitate, cipul UCR reprezintă un pas important către diagnosticarea echitabilă la punctul de îngrijire, adaptată atât pentru mediul clinic, cât și pentru cel de acasă.

Surse: