El equipo de física proporciona un nuevo diseño de hisopo, sin cargo, para mejorar las pruebas de COVID-19
El hisopo de prueba está compuesto de plástico impreso con PLA y una hoja de rayón doblada y envuelta. Crédito: NJIT
Un equipo de físicos del NJIT ha desarrollado un hisopo de prueba novedoso que puede imprimirse en 3D con materiales económicos y ampliamente disponibles y ensamblarse rápidamente en una variedad de entornos de fabricación. Para aumentar las capacidades de prueba de la nación, los inventores están poniendo a disposición del público el diseño del hisopo para grandes y pequeños fabricantes, sin tarifas de licencia, durante la emergencia de COVID-19.
Los desarrolladores, del Laboratorio de fabricación aditiva (AddLab) del NJIT, se comprometieron con Open COVID Pledge y publicaron el diseño en el sitio web 3-D Print Exchange de los Institutos Nacionales de la Salud, que proporciona tecnología relacionada con la ciencia biomédica que es fácilmente compatible con impresoras 3D. Si bien presentaron una patente provisional sobre el diseño a mediados de abril, dicen que es importante que esté disponible de inmediato. Los suministros médicos básicos, incluidos los hisopos, siguen siendo escasos.
«Las pruebas amplias son esenciales para contener la propagación del virus», dijo John Federici, director de AddLab. «Hemos creado un dispositivo para el personal médico que necesita suministros económicos y de producción rápida cuando fallan sus canales normales. Lo estamos poniendo a disposición temporalmente a través de una licencia abierta para abordar la escasez causada por la pandemia».
El diseño tiene características novedosas que simplifican la fabricación y el almacenamiento y reducen el riesgo de contaminación.
El hisopo típico es un palo de 7 pulgadas con material sintético, como rayón o dacrón, adherido al extremo del hisopo. Después de que se toma la muestra de la nariz o la garganta, se corta el hisopo, se conserva en una solución y luego se analiza con un químico llamado trizol que recupera el ARN del virus.
El hisopo AddLab, por el contrario, consiste de dos brazos entrelazados que trabajan juntos, como fórceps, para sujetar el material de hisopado. Al deslizar los dos brazos uno contra el otro, el dispositivo puede expulsar la muestra y depositarla en un vial sin necesidad de manipularlo.
Una demostración en video del diseño del hisopo Addlab de NJIT. Crédito: NJIT
«Nuestro hisopo libera la muestra sin necesidad de un par de tijeras para cortarla. Esto elimina un paso del proceso y una pieza del equipo, lo que reduce la posibilidad de contaminación y propagación del virus. al mismo tiempo que acelera las pruebas», explicó Samuel Gatley, técnico sénior de fabricación aditiva de AddLab.
Para acelerar la fabricación y reducir los costos, el equipo diseñó un hisopo que no requiere una estructura de soporte durante su producción. .
«A menudo, las impresoras 3D establecen un andamiaje hecho del mismo filamento que la pieza, que se rompe y se desecha una vez que se completa la impresión», señaló Nicholas Warholak ’19, técnico y diseñador del equipo, que también trabajó en configuraciones plegables para la punta del hisopo. «El hisopo NJIT está diseñado en torno a geometrías que eliminan la necesidad de una estructura de soporte. Esto reduce el tiempo y el material. En una tirada de 1000 unidades, un ahorro de 10 segundos y 0,1 gramos por unidad se traduce en más de 2,5 horas y $2,00 de filamento . En la escala que se necesita a nivel mundial, que son millones, los ahorros se vuelven aún más significativos».
El hisopo está diseñado para uso inmediato para detectar infecciones por COVID-19, pero se puede implementar en el futuro para detectar una variedad de patógenos en puntos críticos de pandemia en todo el mundo, ya que se puede fabricar localmente utilizando tecnología de impresión 3D de bajo costo a partir de un diseño que se descarga de la nube o de un sitio web, evitando los problemas logísticos del envío de suministros médicos. Las pinzas de plástico se pueden esterilizar y reutilizar.
«Las innovaciones en tecnología, ejecutadas rápidamente, nos ayudarán a lograr el objetivo de adelantarnos al virus», dijo Atam Dhawan, vicerrector sénior de investigación del NJIT. «Los suministros médicos seguros, efectivos y fáciles de producir son clave para esta lucha. Las pruebas a gran escala nos permitirán desarrollar planes para volver al trabajo y reanudar las operaciones normales».
El AddLab crea una variedad de prototipos funcionales utilizando técnicas como la impresión en 2D y 3D junto con la electrónica integrada.
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