La gravité

4 août 2023 Conn Hastings Diagnostics, Médecine

Des chercheurs de l'Université Duke ont développé un dispositif microfluidique alimenté par gravité destiné à être utilisé comme technologie de diagnostic dans les zones à faibles ressources. La microfluidique présente un énorme potentiel pour les diagnostics sur le lieu d'intervention, mais l'inclusion de petites pompes et d'autres composants électroniques sophistiqués augmente considérablement la complexité et le coût de ces dispositifs. Dans le but de développer une alternative peu coûteuse, ces chercheurs se sont tournés vers la gravité comme moyen de transporter des gouttes autour des minuscules canaux d'un appareil, en utilisant des taches de réactifs séchés pour influencer le test et différentes zones recouvertes d'une surface spécialisée. revêtements pour influencer la trajectoire des gouttes et leur vitesse. Les chercheurs espèrent que la technologie pourrait permettre des diagnostics sur le lieu d’intervention pour les personnes vivant dans les zones les plus reculées et aux ressources limitées.

La microfluidique change la donne, en permettant de réaliser des tests de diagnostic biomédicaux complexes, qui auraient auparavant nécessité un équipement de laboratoire coûteux et encombrant, sur une minuscule puce. Certaines des personnes susceptibles de bénéficier le plus de cette révolution de la miniaturisation vivent dans des zones à faibles ressources, sans accès facile aux hôpitaux et aux cliniques. Cependant, à moins que ces technologies ne soient également peu coûteuses, elles risquent de rester hors de portée de nombreuses personnes.

Dans cette optique, ces chercheurs ont créé un système microfluidique peu coûteux qui repose sur la gravité plutôt que sur des pompes, et qui, selon les chercheurs, pourrait être créé très simplement, même en creusant des canaux dans un bloc de bois. "L'élégance de cette approche réside dans sa simplicité : vous pouvez utiliser tous les outils dont vous disposez pour la faire fonctionner", a déclaré Hamed Vahabi, l'un des développeurs de la nouvelle technologie. "En théorie, vous pourriez même simplement utiliser une scie à main et découper les canaux nécessaires au test dans un morceau de bois."

Ces technologies impliquent le déplacement de gouttelettes autour de petits canaux, y compris des échantillons biologiques et des réactifs qui rendent le test possible. Certains utilisent l'action capillaire pour déplacer les gouttelettes, mais cela est rarement suffisant pour faire fonctionner le test, nécessitant de minuscules pompes électriques en complément, ce qui augmente considérablement le coût de la technologie.

"La plupart des dispositifs microfluidiques ont besoin de plus que de simples forces capillaires pour fonctionner", a déclaré Ashutosh Chilkoti, un autre chercheur impliqué dans l'étude. "Cette approche est beaucoup plus simple et permet également de concevoir et d'exploiter des chemins de fluides très complexes, ce qui n'est ni facile ni bon marché à réaliser avec la microfluidique."

Au lieu de cela, ces chercheurs ont utilisé des revêtements de surface spécialisés pour augmenter le caractère « glissant » ou « collant » de canaux spécifiques, augmentant ainsi la vitesse et la tendance des gouttelettes à parcourir les itinéraires qu'ils avaient conçus. Une plate-forme spécialisée dans laquelle l'appareil est placé le fait tourner à 90 degrés pour lancer la course de gouttelettes alimentée par gravité, et un simple détecteur de LED et de lumière peut lire les signaux produits par le test.

"Nous avons proposé de nombreux éléments différents pour contrôler le mouvement, l'interaction, le timing et la séquence de plusieurs gouttelettes dans l'appareil", a déclaré Vahabi. "Tous ces phénomènes sont bien connus dans le domaine, mais personne n'avait auparavant pensé à les utiliser pour contrôler le mouvement des gouttelettes de manière systématique."

Regardez une vidéo démontrant la technologie ci-dessous :

Étude dans la revue Device : Un test fluidique au point d'intervention par gouttelettes piloté par gravité

Par l'intermédiaire de l'Université Duke

Conn Hastings

Conn Hastings a obtenu un doctorat du Royal College of Surgeons d'Irlande pour ses travaux sur l'administration de médicaments, étudiant le potentiel des hydrogels injectables pour administrer des cellules, des médicaments et des nanoparticules dans le traitement du cancer et des maladies cardiovasculaires. Après avoir obtenu son doctorat et complété une année de recherche postdoctorale, Conn a poursuivi une carrière dans l'édition universitaire, avant de devenir rédacteur et éditeur scientifique à temps plein, combinant son expérience dans les sciences biomédicales avec sa passion pour la communication écrite.