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科學家合作開發(fā)可現場檢測的3D打印試劑盒以對抗疾病

2018-07-10 10:57 中國智能制造網

導讀:為了診斷致命的疾病,來自南澳大利亞,德克薩斯和埃塞俄比亞的研究人員正在與3D打印技術合作尋找討厭的寄生蟲。

    為了診斷致命的疾病,來自南澳大利亞,德克薩斯和埃塞俄比亞的研究人員正在與3D打印技術合作尋找討厭的寄生蟲。

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    科學家合作開發(fā)可現場檢測的3D打印試劑盒以對抗疾病

  利什曼病是由寄生蟲引起的疾病,可以在皮膚和口腔上產生潰瘍。據世界衛(wèi)生組織估計,每年新發(fā)病例多達100萬例,死亡人數為30,000例,通常發(fā)生在貧困或不衛(wèi)生的人群中。雖然這種疾病會導致潰瘍和死亡,但如果早期診斷和治療,利什曼病可以治愈。

  由研究人員設計的3D打印現場檢測試劑盒旨在診斷利什曼病,這是一種由寄生蟲引起的疾病,可以在皮膚和口腔上產生潰瘍,有時甚至會導致死亡。目前正處于測試階段,該工具包正在埃塞俄比亞亞的斯亞貝巴的Armauer Hansen研究所(AHRI)進行檢查。世界衛(wèi)生組織估計每年有近100萬新病例和30,000人死于利什曼病,通常發(fā)生在貧困或不潔環(huán)境的人群中。雖然這種疾病有可能導致死亡,但如果早期診斷和治療,利什曼病是可以治愈的。

  總部位于亞的斯亞貝巴的加迪薩博士在埃塞俄比亞的疾病檢測中發(fā)現了一些困難。目前,用于測試的液體介質(試劑)的成本非常高。用于儲存試劑的試管太脆弱,手上有顯微鏡觀察樣品很困難,可能需要一周多的時間才能得到結果。結果,Gadisa博士開發(fā)了一種試管設計,該試管需要的試劑少得多(10微升對25毫升),并且可以在短短三天內提供結果,但他缺乏在亞的斯亞貝巴建造原型的能力。

  這就是奧斯汀PandemicTech的主管安德魯·奈林格(Andrew Nerlinger)提出與加迪薩博士合作,作為孵化器的原始試驗項目之一。然后,Nerlinger向南澳大利亞弗林德斯大學新創(chuàng)企業(yè)學院院長Matt Salier提出了問題。

  當我最終在2017年3月南方西南會議期間向Matt Salier描述該項目時,他提出合作并向我介紹了NVI的Raphael Garcia,他最終直接與Gadisa博士和我進行了幾次設計迭代,從而產生了原型在最近的照片中描述,“Nerlinger說。該設計的原型設計是在NVI的Stratasys Objet Connex 3D打印機上完成的,耗時不到四個月。在選擇可在CAD軟件上設計的最合適的液體之前,通過設計思維過程考慮了各種解決方案。

  第一個原型使用透明液體樹脂制成,并產生三個主要部分:可以容納流體的主體,頂部的軟木塞以堵塞培養(yǎng)管,以及可移除的底部塞子以清潔培養(yǎng)管。主體在整個單元中具有中心孔,插頭連接到該中心孔以便再次使用和清潔培養(yǎng)管。這種設計被重新定義了幾次,以增加管的耐用性和顯微鏡檢查的清晰度。對不同材料進行3D打印并測試頂部和底部插頭,以確保它們可以完全密封主體,同時保持易于拆卸以進行清潔和消毒。

  總而言之,成品套件的成本低于5,000澳元,并采用現成的Pelican表殼包裝,并采用泡沫激光切割。該套裝配有特殊的3D打印顯微鏡,可連接到智能手機相機,將手機轉換為功能強大的60倍放大顯微鏡,可收集照片用于診斷目的?!靶碌臋z測設備將允許更多的患者得到更早的治療,并減少獲得診斷所需的時間,”Nerlinger說,“它還可能允許衛(wèi)生工作者在進行醫(yī)療工作時向患者提供診斷。偏遠地區(qū)往往受利什曼病的影響最大。如果測試成功,那么就有機會圍繞測試工具包建立一個財務上可持續(xù)的社會影響公司,該工具包匯集了來自埃塞俄比亞和澳大利亞的資源。”

  盡管該團隊相距超過10,000公里,Salier表示,這些項目展示了新技術和商業(yè)模式如何解決社會面臨的大規(guī)模問題?!拔覀儾恍枰嘬浖斫鉀Q已經解決過10次的問題,我們需要的是具有影響力的創(chuàng)新,通過應用新方法應對全球挑戰(zhàn)創(chuàng)造價值,”Salier說。