Un equipo de científicos de la Universidad de Rutgers ha
creado un sistema totalmente automatizado diseñado para simplificar el muestreo y análisis de sangre venosa en instituciones médicas. Los componentes principales son un dispositivo de muestreo de sangre, un módulo para recoger una muestra y una centrífuga con "laboratorios en un chip". Por el momento, el dispositivo puede realizar recuentos diferenciales de leucocitos y medir los niveles de hemoglobina.
En medicina, la sangre es la sustancia más importante. Desde la antigüedad, la sangría (flebotomía) se ha utilizado para la prevención y el tratamiento; la primera mención de
hijama, el método tradicional árabe de sangría , se remonta a 1550 a. C. Hoy, los análisis de sangre son el procedimiento clínico más común en el mundo. En los Estados Unidos, se llevan a cabo 2 mil millones de tales procedimientos cada año, y sus resultados afectan el 80% de las decisiones médicas tomadas en hospitales y laboratorios.
La calidad del análisis de sangre depende de las habilidades del especialista y de las características fisiológicas del paciente. A menudo surgen problemas con el muestreo de sangre en niños y personas obesas; es difícil encontrar venas en ellos. La mayor parte de la investigación se lleva a cabo centralmente: desde clínicas individuales, los materiales se envían a laboratorios especializados. Muchos técnicos de laboratorio trabajan, después de lo cual los resultados deben informarse a los pacientes. En términos de logística, este es un esquema complejo y costoso.
Un equipo de ingenieros biomédicos de la Universidad de Rutgers ha desarrollado un dispositivo de prueba de punto de atención (POCT) para resolver problemas de complejidad logística, calidad de recolección de material y velocidad de análisis. El sistema robótico toma sangre, la muestra ingresa al sistema microfluídico: el "laboratorio en un chip", la centrífuga separa la sangre en componentes y un microscopio óptico determina la cantidad de leucocitos. El dispositivo puede instalarse tanto en una cama de hospital como en una ambulancia o en el consultorio del médico.
En la primera etapa, se enciende un aparato de muestreo de sangre. El dispositivo recibe datos mediante ultrasonido (ultrasonido) y espectroscopía de infrarrojo cercano (espectroscopía NIR), el software compila un mapa tridimensional de las venas, después de lo cual un manipulador en miniatura con una aguja perfora y extrae sangre.
La función del siguiente módulo es transferir una muestra de sangre a un "laboratorio en un chip", que luego estará en una centrífuga para su análisis. Los científicos usaron una bomba peristáltica, que entrega la muestra, y enjuagan el aparato con solución salina. El robot de punción venosa realiza un pinchazo, la bomba se enciende y envía material al siguiente módulo.
El analizador consta de un chip acrílico que contiene una muestra, una centrífuga para fraccionamiento de sangre y un sistema óptico microscópico. La centrífuga gira el chip acrílico a una velocidad de 10,000 rpm para separar los componentes celulares de la sangre del plasma dentro del chip. Un chip de un solo uso está hecho de tres capas de acrílico: externo de 1.5 mm e interno de 0.9 mm. Se corta un canal en el chip, a lo largo del cual la fuerza centrífuga acumula los componentes de la muestra en la secuencia deseada. Un microscopio de fluorescencia en miniatura después de detectar glóbulos blancos (glóbulos blancos) mide el grosor de su capa y lo compara con el software desarrollado por el equipo con configuraciones predeterminadas.
“El dispositivo es un sueño de desarrollar tecnologías de análisis de sangre. La integración de los sistemas robóticos y microfluídicos en miniatura hizo posible combinar la precisión de las tecnologías de análisis tradicionales con la velocidad y la facilidad de llevar a cabo los procedimientos en cualquier lugar y en cualquier momento ", comentaron los autores del estudio con entusiasmo sobre su desarrollo.
Trabajo científico publicado en la revista Technology.
doi.org/10.1142/S2339547818500048Ya se han hecho robots capaces de extraer sangre humana de una vena. Por ejemplo, una startup de Veebot en 2013 introdujo un dispositivo similar. El paciente coloca su mano en el manguito, la cámara infrarroja busca las venas y el ultrasonido determina si la sangre fluye lo suficientemente intensamente en la vena. Entonces el brazo robótico extrae sangre. El dispositivo encuentra una vena con una precisión del 83%. El procedimiento dura un minuto. Por el momento, no se ha sabido nada sobre el proyecto desde aproximadamente 2013, pero el sitio
indica que la compañía está reclutando empleados.
Otra startup con tecnología similar es VascuLogic.
VenousPro usa los mismos sensores para hacer que la recolección de sangre sea lo más rápida e indolora posible para los humanos.
