Biologia

A centrífuga de papel de 20 centavos pode detectar a malária em 15 minutos

A centrífuga de papel de 20 centavos pode detectar a malária em 15 minutos

Pesquisadores da Universidade de Stanford desenvolveram uma centrífuga giratória feita principalmente de papel. A centrífuga é extremamente leve e custa apenas 20 centavos. O dispositivo simples inspirado em um antigo brinquedo infantil chama-se “paperfuge”. Esta centrífuga de baixo custo e sem energia pode detectar a malária no sangue em apenas 15 minutos.

Como funciona uma centrífuga?

Uma centrífuga é um dispositivo usado em clínicas, hospitais e laboratórios em todo o mundo. Ele separa fluidos, como sangue, em diferentes componentes girando a amostra. Com o impacto da rotação de alta velocidade, as forças centrífugas empurram o material mais denso para fora. A centrífuga é usada para separar células, organelas subcelulares, proteínas, vírus e ácidos nucléicos.

As centrífugas são vitais em regiões pobres onde as doenças tropicais são comuns. Porém, nem sempre estão disponíveis devido ao alto custo, peso e necessidade de eletricidade. Isso torna difícil para os médicos locais ajudarem seus pacientes.

Para superar esse problema, uma equipe de pesquisadores liderada por Manu Prakash, da Universidade de Stanford, desenvolveu uma centrífuga de papel fiado à mão. Os projetos iniciais consistiam em fiandeiras de salada e batedeiras manuais, porém, ambas não foram capazes de produzir as velocidades necessárias. O projeto final, publicado em Nature Biomedical Engineering,foi baseado em um brinquedo de campainha (whirligig) que data de 3.300 AC. Dispositivos ligeiramente diferentes foram usados ​​nos Estados Unidos colonial, na América do Norte indígena, na Europa medieval e na China antiga.

Um brinquedo infantil inspira um dispositivo revolucionário

O Paperfuge é operado puxando uma corda que passa pelo centro e evidentemente girando o disco circular. Ele opera de acordo com os princípios do “oscilador não linear”. O disco central gira quando uma força é aplicada ao cabo, fazendo com que as cordas se desenrolem. Quando a corda está completamente desenrolada, ela começa a rebobinar; formando assim uma estrutura superenrolada.

Quão eficaz é o Paperfuge?

O Paperfuge é capaz de atingir velocidades de rotação de 125.000 rotações por minuto (RPM). Ele exerce forças centrífugas equivalentes a 30.000 g. Além disso, sua velocidade é considerada a velocidade de rotação mais rápida registrada em um dispositivo movido a energia humana.

A capacidade do dispositivo foi testada em sangue, que precisa ser separado em seus diferentes componentes durante a verificação de doenças. O Paperfuge foi capaz de centrifugar o sangue a aproximadamente 20.000 RPM; uma velocidade semelhante às centrífugas de bancada convencionais. Ele foi capaz de separar o plasma puro do sangue em menos de 90 segundos. Mas, mais importante, conseguiu isolar o parasita da malária no sangue em aproximadamente 15 minutos.

Os materiais do Paperfuge podem variar. Os pesquisadores conseguiram construir o dispositivo de papel, madeira e arame de pesca. Outra versão era feita de polidimetilsiloxano (um polímero orgânico comum à base de silício), plástico e materiais impressos em 3D. Isso permite que o dispositivo seja fabricado em massa.

“A simplicidade de fabricação de nosso dispositivo proposto permitirá a distribuição em massa imediata de uma solução necessária com urgência no campo”, concluíram os autores em seu estudo. “Em última análise, nosso presente trabalho serve como um exemplo de ciência econômica: alavancando a complexa física de um brinquedo simples para aplicações de saúde global.”

O Paperfuge foi testado em Madagascar, onde o teste de campo foi realizado para determinar a facilidade de uso do dispositivo. O teste provou que o Paperfuge pode ser usado basicamente por qualquer pessoa, resolvendo assim o problema da centrífuga em áreas rurais.

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Escrito por Terry Berman

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