Investigadores desarrollan nuevos hisopos de COVID-19 para abordar la escasez mundial y local
El profesor Freddy Boey (centro, mostrando los hisopos) y (desde la izquierda) el Dr. Alfred Chia, el profesor asociado David Allen y el profesor asociado Yen Ching-Chiuan forman parte de dos equipos de NUS que desarrollaron tres diseños de hisopos nasofaríngeos para la prueba de COVID-19. Crédito: Universidad Nacional de Singapur
Desde el brote de COVID-19, ha habido un aumento global en la demanda de hisopos nasofaríngeos (NP), un elemento clave en las pruebas de SARS-CoV-2. Singapur no es una excepción. Los hisopos NP disponibles comercialmente utilizados en los kits de prueba de COVID-19 a menudo están agotados debido a interrupciones en la cadena de suministro.
Para ayudar a abordar la escasez mundial y garantizar que Singapur tenga un suministro sostenible de estos hisopos, dos equipos de investigación multidisciplinarios de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han desarrollado un total de tres diseños de hisopos que son comparables a los actuales. hisopos estándar de oro.
Un equipo dirigido por el profesor John Eu-Li Wong, vicepresidente sénior de NUS (Innovación en salud y traducción), el profesor asociado Yen Ching-Chiuan, codirector de Keio-NUS CUTE Center, y el profesor Jerry Fuh, director del NUS Center for Additive Manufacturing (AM.NUS), desarrollaron un hisopo impreso en 3D llamado ‘Python’. El equipo trabajó con el profesor asociado David Allen y el profesor Wang De Yun de la Escuela de Medicina Yong Loo Lin de la NUS, investigadores de la Escuela de Diseño y Medio Ambiente de la NUS y la Facultad de Ingeniería de la NUS, así como médicos del Hospital Universitario Nacional (NUH), sobre el diseño, las pruebas preclínicas y la validación clínica.
Además, para aumentar aún más la producción de hisopos adecuados para Singapur y la región, otro equipo de NUS dirigido por el profesor Freddy Boey, vicepresidente de NUS (Innovación y Enterprise), presentó dos nuevos diseños, denominados ‘IM2’ e ‘IM3’, que podrían fabricarse mediante moldeo por inyección.
Hisopos nasofaríngeos y precisión de detección
Los hisopos NP son bastoncillos flexibles con una sección de punta cuidadosamente diseñada. Se insertan a través de la nariz hasta la parte posterior de la cavidad nasal para recolectar muestras de líquido de un individuo.
Los hisopos nasofaríngeos que se usan para la prueba de COVID-19 tienen una sección de punta cuidadosamente diseñada que sirve para recolectar y retener suficiente líquido nasofaríngeo. fluidos que se canalizan a un soporte para realizar más pruebas. Estos son factores de diseño críticos, ya que podrían afectar la precisión del resultado de la prueba al detectar el SARS-CoV-2.
Python, el hisopo impreso en 3D
Para derivar un alternativa viable, el equipo de NUS dirigido por el profesor Wong, el profesor Yen asociado, el profesor asociado Allen y el profesor Fuh combinaron su experiencia para diseñar, probar y validar clínicamente la utilidad de un hisopo NP impreso en 3D para la identificación del SARS-CoV -2. Después de considerar los requisitos clínicos del hisopo en relación con sus propiedades mecánicas, materiales y biológicas, se utilizó una estructura de doble hélice para la punta del hisopo, ya que tenía una excelente adsorción de fluidos y causaba mínimas molestias al paciente.
La eficacia clínica del hisopo, llamado Python, se comparó con un hisopo estándar de la industria en NUH. Esto se llevó a cabo en un estudio de casos y controles de 40 pacientes diagnosticados con COVID-19 y 10 pacientes de control con enfermedad respiratoria aguda que dieron negativo para SARS-CoV-2.
El hisopo de Python, que se desarrolló en menos de dos meses, demostró una precisión y un rendimiento comparables, sin diferencias significativas con el hisopo estándar. Como tal, el hisopo de Python se consideró seguro y aceptable para el uso del paciente, y podría ayudar a mitigar la escasez de recursos en la escalada de la pandemia de COVID-19. Se presentó una patente para el hisopo de Python y dos empresas locales están produciendo hisopos en masa.
El profesor asociado Yen, uno de los investigadores principales del proyecto, dijo: «Nos complace contribuir con nuestro experiencia para abordar la necesidad apremiante de hisopos nasofaríngeos. Como parte de la contribución de NUS a la lucha nacional contra COVID-19, el diseño del hisopo Python es gratuito para su uso en Singapur».
Los investigadores de NUS han diseñado tres hisopos nasofaríngeos para pruebas de COVID-19: (desde la izquierda) IM2, IM3 y Python. Crédito: Universidad Nacional de Singapur
Una solución a gran escala: hisopos moldeados por inyección
Para aumentar aún más la producción de hisopos NP, otro equipo de NUS dirigido por el profesor Boey desarrolló un proceso de moldeo por inyección.
«El moldeo por inyección como proceso de fabricación es intrínsecamente más rápido que la impresión 3D, ya que se pueden producir varias unidades de hisopos en un ciclo dado. Se pueden producir varios cientos de hisopos en unos pocos minutos mediante el proceso de moldeo», explicó Prof. Boey.
Su equipo introdujo un nuevo diseño que podía ser moldeado por inyección, llamado IM2. Se probó su resistencia mecánica después de la esterilización y su eficacia para detectar cargas virales. Los resultados mostraron que su rendimiento era comparable al de los hisopos comerciales actuales.
El equipo también rediseñó el hisopo Python para permitir que se moldeara por inyección aumentando la resistencia circunferencial y trabajando con el fabricante para diseñar un molde que permite el moldeado de la cavidad hueca central. Este diseño fue acuñado IM3. Se realizaron pruebas similares para demostrar que el diseño era comparable a los hisopos que se usan comercialmente en la actualidad.
En tres meses, el equipo de NUS diseñó y probó estos hisopos moldeados por inyección y está realizando ensayos clínicos en NUH y el Hospital General de Singapur. Se han presentado patentes para los dos diseños.
«El uso de moldeo por inyección garantiza una fuente segura para suministrar grandes volúmenes de hisopos a bajo costo, para satisfacer las necesidades de nuestra comunidad y más allá. Esto es crucial en nuestra lucha continua contra la pandemia. La IP de NUS para los diseños moldeados por inyección también estará disponible de forma gratuita para su uso en Singapur «, compartió el profesor Boey, quien también dirigió el equipo de investigación que diseñó la tienda portátil de reducción de gotas y aerosoles (DART), que brinda protección adicional a los trabajadores de la salud.
El profesor Boey y su equipo ahora están trabajando con cuatro empresas para fabricar en masa y esterilizar los hisopos moldeados por inyección.
Alrededor de 40 millones de piezas del IM2 y se espera que se produzcan hisopos IM3 en los próximos meses, y estos hisopos producidos localmente tendrán un precio más bajo que los hisopos importados actualmente disponibles comercialmente.
El presidente de NUS, el profesor Tan Eng Chye, dijo: «A medida que los países salir progresivamente de los bloqueos y reabrir sus economías, las pruebas masivas y repetidas se están adoptando ampliamente como una estrategia clave de salud pública para prevenir un resurgimiento de las infecciones por COVID-19. Esto ha resultado en una escasez mundial de hisopos nasofaríngeos comerciales.
Estamos orgullosos de que nuestros investigadores hayan dado un paso al frente en este momento de necesidad. Han trabajado muy duro, bajo una gran presión de tiempo, para diseñar, probar y validar clínicamente tres tipos de hisopos nasofaríngeos en unos pocos meses, de modo que estos hisopos puedan fabricarse en masa localmente y de manera asequible para satisfacer las necesidades de Singapur».
Estos diseños de hisopos NP personalizados son parte de las diversas innovaciones y soluciones desarrolladas por los investigadores de la NUS para hacer frente a la pandemia de COVID-19. La Universidad ha estado trabajando activamente en iniciativas para combatir el coronavirus desde sus inicios, con investigaciones que van desde pruebas de diagnóstico para el desarrollo de vacunas, así como aprovechar la información y la tecnología para encontrar soluciones.
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Un proyecto innovador resuelve la escasez de hisopos para pruebas con hisopos impresos en 3D Proporcionado por la Universidad Nacional de Singapur Cita: Investigadores desarrollan nuevos hisopos de COVID-19 para abordar la escasez global y local (13 de julio de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2020-07-covid-swabs-global-local- corto ge.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.