Une équipe de scientifiques de l'Université Rutgers a
créé un système entièrement automatisé conçu pour simplifier l'échantillonnage et l'analyse du sang veineux dans les établissements médicaux. Les principaux composants sont un appareil de prélèvement sanguin, un module de prélèvement d'un échantillon et une centrifugeuse avec «laboratoires sur puce». À l'heure actuelle, l'appareil peut effectuer des numérations leucocytaires différentielles et mesurer les niveaux d'hémoglobine.
En médecine, le sang est la substance la plus importante. Depuis les temps anciens, la saignée (phlébotomie) a été utilisée pour la prévention et le traitement - la première mention de l'
hijama, la méthode traditionnelle arabe de saignée , remonte à 1550 avant JC. Aujourd'hui, les analyses de sang sont la procédure clinique la plus courante au monde. Aux États-Unis, 2 milliards de ces procédures sont effectuées chaque année et leurs résultats affectent 80% des décisions médicales prises dans les hôpitaux et les laboratoires.
La qualité du test sanguin dépend des compétences du spécialiste et des caractéristiques physiologiques du patient. Souvent, des problèmes surviennent avec le prélèvement sanguin chez les enfants et les personnes obèses - il est difficile de trouver des veines en eux. La plupart des recherches sont effectuées de manière centralisée: à partir de cliniques individuelles, le matériel est envoyé à des laboratoires spécialisés. De nombreux techniciens de laboratoire travaillent, après quoi les résultats doivent être communiqués aux patients. En termes de logistique, il s'agit d'un schéma complexe et coûteux.
Une équipe d'ingénieurs biomédicaux de l'Université Rutgers a développé un dispositif de test au point de service (POCT) pour résoudre les problèmes de complexité logistique, de qualité de collecte des matériaux et de vitesse d'analyse. Le système robotique prélève du sang, l'échantillon entre dans le système microfluidique - le «laboratoire sur puce», la centrifugeuse sépare le sang en composants et un microscope optique détermine le nombre de leucocytes. L'appareil peut être installé à la fois dans un lit d'hôpital et dans une ambulance ou un cabinet médical.
Au premier stade, un appareil de prélèvement sanguin est allumé. L'appareil reçoit des données par ultrasons (ultrasons) et spectroscopie proche infrarouge (spectroscopie NIR), le logiciel compile une carte tridimensionnelle des veines, après quoi un manipulateur miniature avec une aiguille perce et prélève du sang.
La fonction du module suivant est de transférer un échantillon de sang vers un «laboratoire sur puce», qui sera ensuite dans une centrifugeuse pour analyse. Les scientifiques ont utilisé une pompe péristaltique, qui délivre l'échantillon, et rincer l'appareil avec une solution saline. Le robot de ponction veineuse fait une ponction, la pompe se met en marche et envoie le matériel au module suivant.
L'analyseur se compose d'une puce acrylique contenant un échantillon, d'une centrifugeuse pour le fractionnement du sang et d'un système microscopique optique. La centrifugeuse fait tourner la puce acrylique à une vitesse de 10 000 tr / min pour séparer les composants cellulaires du sang du plasma à l'intérieur de la puce. Une puce à usage unique est composée de trois couches d'acrylique: externe 1,5 mm et interne 0,9 mm. Un canal est découpé dans la puce, le long duquel la force centrifuge accumule les composants de l'échantillon dans la séquence souhaitée. Un microscope à fluorescence miniature après détection des globules blancs - globules blancs - mesure l'épaisseur de leur couche et la compare à l'aide du logiciel développé par l'équipe avec des paramètres prédéfinis.
«L'appareil est un rêve de développer des technologies d'analyse du sang. L'intégration de systèmes robotiques et microfluidiques miniatures a permis de combiner la précision des technologies d'analyse traditionnelles avec la rapidité et la commodité d'effectuer des procédures n'importe où et à tout moment », les auteurs de l'étude commentent avec enthousiasme leur développement.
Ouvrage scientifique publié dans la revue Technology.
doi.org/10.1142/S2339547818500048Des robots capables de prélever du sang humain dans une veine ont déjà été réalisés. Par exemple, une startup Veebot en 2013 a introduit un appareil similaire. Le patient place sa main dans le brassard, la caméra infrarouge recherche les veines et l'échographie détermine si le sang coule suffisamment intensément dans la veine. Ensuite, le bras robotique prélève du sang. L'appareil trouve une veine avec une précision de 83%. La procédure dure une minute. Pour le moment, rien n'a été entendu sur le projet depuis environ 2013, mais le site
indique que l'entreprise recrute des employés.
Une autre startup avec une technologie similaire est VascuLogic.
VenousPro utilise les mêmes capteurs pour rendre la collecte de sang aussi rapide et indolore que possible pour les humains.
