Jucăriile Antice Inspiră Instrument De Diagnosticare Medical Cu Costuri Reduse

{h1}

O centrifugă ieftină, bazată pe mână, bazată pe o jucărie antică, ar putea ajuta medicii care lucrează în țările în curs de dezvoltare.

Medicina modernă se simte adesea ca magia: un tehnician îți înfige pielea, atrage o picătură de sânge și o șoptește în altă cameră. Deseori, acest lucru oferă medicului suficiente informații pentru a face un diagnostic și a prescrie un tratament. Dar pentru oamenii din țările în curs de dezvoltare, aceste tipuri de diagnostice pot fi mai mult science fiction decât realitate.

Medicina modernă se bazează foarte mult pe tehnologie, cum ar fi centrifugele, care sunt costisitoare, voluminoase și necesită energie electrică. În multe locuri din lume, acest tip de echipament poate fi greu de accesat. Însă, într-un nou studiu publicat online azi (10 ianuarie) în revista Nature Biomedical Engineering, cercetătorii au descris o centrifugă ieftină, alimentată manual, bazată pe o jucărie antică și ar putea ajuta medicii care lucrează în țările în curs de dezvoltare.

Centrifuga este pasul de lucru al laboratoarelor medicale moderne. Dispozitivul rotește probe la viteze mari pentru a separa particule sau celule în funcție de dimensiune și densitate, concentrând în mod eficient componente specifice. Cele mai multe diagnostice „sunt ca și cum ai căuta un ac într-un fân”, a spus Manu Prakash, cercetător principal al noului studiu și profesor asistent de bioinginerie la Universitatea Stanford. O centrifugă, a spus Prakash, pune toate acele într-un singur loc, făcându-le mai ușor de găsit. [10 Tehnologii care îți vor transforma viața]

Din păcate, chiar și cele mai simple centrifuge moderne sunt împovărătoare pentru medicii din domeniu. Prakash, care a câștigat un premiu „geniu” MacArthur 2016, este un lider în așa-numita mișcare științifică frugală, care își propune să conceapă soluții low cost pentru tehnologii complexe. Prakash este cel mai cunoscut pentru dezvoltarea Foldscope, un microscop de hârtie asemănător unui origami care costă aproximativ 1,50 USD.

În trecut, cercetătorii au explorat articole de uz casnic obișnuite, cum ar fi băuturile de ouă și filatoarele de salate, ca alternative la centrifugă, dar aceste dispozitive au dat rezultate mai slabe decât testele de diagnosticare moderne. O simplă analiză de sânge folosind aceste instrumente a necesitat mai mult de 10 minute pentru a separa celulele, comparativ cu 2 minute pentru centrifugele comerciale. Așa că, în loc să folosească aceste articole, Prakash și colegii săi s-au concentrat pe jucăriile învârtite.

„Am testat multe jucării, cum ar fi topul și yo-yo”, a declarat pentru WordsSideKick.com autorul principalului studiu M. Saad Bhamla, cercetător postdoctoral la Universitatea Stanford. „Am vrut să găsim cel mai eficient mod de a converti energia fizică în energie de rotație.”

Cercetătorii au descoperit că o jucărie cunoscută cel mai des ca whirligig avea cel mai mare potențial ca centrifugă. Prin modificarea designului de bază, au reușit să atingă viteze de până la 125.000 de rotații pe minut (RPM), cele mai rapide viteze raportate pentru un dispozitiv cu mână, au spus cercetătorii. (Au depus o cerere la Guinness World Records, au scris.)

Cunoscut și sub numele de buton, buton sau disc de tors, whirligig este una dintre cele mai vechi jucării și poate fi găsit în întreaga lume. Este o jucărie simplistă pentru copii, cu un buton sau un disc filetat prin două șiruri care sunt fixate pe mânere. Un copil începe prin înfășurarea șirurilor și apoi tragerea mânerelor pentru a face ca firele să se desfacă și butonul să se rotească. Tragerea și relaxarea șirurilor în mod repetat face ca butonul să se rotească mai repede. [Fizica cool a 7 jucării clasice]

Folosind un disc de hârtie și un fir de pescuit, cercetătorii au modificat vârtejul, transformându-l într-o centrifugă alimentată manual care costă aproximativ 20 de cenți. Ei au numit dispozitivul lor "paperfuge" și l-au testat împotriva centrifugelor moderne pentru a măsura numărul de globule roșii. Pentru a face acest lucru, Prakash și echipa sa au încărcat o înțepătură de sânge într-un tub capilar și au plasat-o într-o paie de plastic sigilată care a fost montată pe discul de hârtie.

„Cu o centrifugă convențională, [testul de sânge] va dura aproximativ 2 minute și că [centrifugă] va costa aproximativ 1.000 de dolari”, a spus Bhamla. "Și într-un minut și jumătate, putem obține exact același rezultat - cu un cost de 0,20 USD fără energie electrică." Rezultatele cercetătorilor au fost similare la testele pentru paraziții malariei.

Pentru a înțelege mai bine cum funcționează paperfuge-ul și cum să-l optimizeze pentru diferite tipuri de diagnostic, Prakash și colegii săi au generat un model matematic pentru mișcarea discului.

"Este o centrifugă neconvențională", a spus Prakash. „Este o centrifugă oscilantă, așa că înclină direcția”. Majoritatea centrifugelor se învârt într-o singură direcție, dar paperfuge se inversează în timpul rotirii sale, ceea ce poate limita volumul de lichid pe care îl poate separa, a adăugat el.

De asemenea, Prakash și Bhamla au descoperit că jucăria este, în esență, automată. Discul de filare are inerție care face ca șirurile să se răsucească. Atunci când o persoană adaugă forță trăgând pe mânere, șirurile devin suprapuse, cu răsuciri în buclă pe spate, a spus Prakash. „Acești supertwisti dau cuplu și au ca rezultat răsucirea discului”, a spus el. "Este uimitor cât de puțină forță este nevoie."

Prakash și echipa sa îl duc acum pe hârtie. "Activitatea noastră actuală a pus aproximativ 100 de hârtii în mâinile partenerilor clinici și ale lucrătorilor din domeniul sănătății din Madagascar", a spus Prakash, "în prima linie a țărilor în curs de dezvoltare, unde aproape nimic nu este disponibil."

În același timp, cercetătorii testează alte versiuni ale paperfuge, folosind materiale plastice imprimate 3D și modele diferite, în speranța aplicării tehnologiei la alte teste de diagnostic, a spus Prakash.

Articolul original despre știința în direct.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Cum Poate Reciclarea Să Afecteze O Comunitate?
Cum Poate Reciclarea Să Afecteze O Comunitate?

Perplexing Psaudo-Sarcina Pondered Pondered
Perplexing Psaudo-Sarcina Pondered Pondered

Modul În Care Bebelușii De Eprubete Au Schimbat Lumea
Modul În Care Bebelușii De Eprubete Au Schimbat Lumea

Pinatubo Flashback, 9 Iunie 1991: Se Vor Opri Zvonurile?
Pinatubo Flashback, 9 Iunie 1991: Se Vor Opri Zvonurile?

Chiar Și O Mică Plimbare Îți Poate Îmbunătăți Sănătatea, Sugerează Studiul
Chiar Și O Mică Plimbare Îți Poate Îmbunătăți Sănătatea, Sugerează Studiul


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com