La tecnologia Lab-on-a-chip (LOC) potrebbe trasformare la medicina in modi paragonabili alla rivoluzione dei microprocessori, una volta che può essere prodotta in modo scalabile, modo conveniente. I ricercatori in Svezia ora segnalano uno sviluppo che potrebbe accelerare questa rivoluzione.

Un team del KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma ha creato un dispositivo che eroga e immagazzina con precisione liquidi che possono essere utilizzati su una gamma di piattaforme diagnostiche lab-on-a-chip, a un costo di produzione stimato da $ 2 a $ 6. La tecnologia, che potrebbe anche essere ridimensionato per l'uso nel confezionamento di alimenti, cosmetici e prodotti chimici, è stato segnalato in Comunicazioni sulla natura .

Aman Russom, professore presso il centro di ricerca Science for Life Laboratory di KTH, afferma che supera le sfide che in molti casi rendono il lab-on-a-chip troppo costoso per essere utile al di fuori dei laboratori di ricerca.

La tecnologia Lab-on-a-chip promette di trasformare costosi laboratori sanitari in piccoli, chip convenienti e portatili in grado di eseguire automaticamente vari test nei punti di cura. Esempi più semplici di LOC, come test di gravidanza domiciliari, hanno già iniziato questa transizione fino a un certo punto.

Proprio come tutti i laboratori si affidano a dispositivi di stoccaggio e dispensazione, LOC, pure, si basa sull'efficienza dello stoccaggio e del rilascio di liquidi su un chip. Russom afferma che il sistema sviluppato a KTH non solo risolve e automatizza questi due problemi, ma può anche eseguire altre tecniche richieste, come il filtraggio, separazione e miscelazione di liquidi diversi con piccole modifiche.

E soprattutto, consolida queste funzioni su un unico dispositivo, senza le molteplici parti meccaniche e i componenti complessi su cui si basano i distributori di oggi e che sono anche costosi da produrre. "Abbiamo dimostrato che il nostro micro-dispenser semplificato esegue diverse operazioni senza sacrificare la scalabilità o la compatibilità tra diverse piattaforme fluidiche, " lui dice.

L'erogatore semplificato comprende un tubo con un'apertura coperta da una membrana elastica. Si attiva quando la pressione interna diventa maggiore della forza necessaria per allungare la membrana. La pressione può essere esercitata spingendo meccanicamente o dalla centrifuga. Quando la pressione interna raggiunge il livello critico, la membrana si allunga e fornisce un percorso per lo scarico del liquido.

Co-autore Amin Kazemzadeh, il ricercatore che ha guidato lo sviluppo del dispositivo, afferma che l'erogatore consente la completa automazione di una varietà di test clinici. "Per la prima volta, consente e automatizza la separazione di quantità precise di plasma e globuli rossi da pochi microlitri a diversi millilitri di sangue intero in dispositivi portatili rotanti lab-on-a-chip o centrifughi." Dice che il dispositivo si è dimostrato accurato in numerosi prove con fluidi diversi.

I dispositivi Lab-on-a-chip possono essere utilizzati per eseguire semplici test relativi alla salute come misurare le concentrazioni di diversi analiti chimici o biologici, come nel sangue, plasma o urina.

"L'uso di questi dispositivi per eseguire tali test riduce significativamente la quantità di campioni e costosi reagenti chimici utilizzati, e in molti casi, riduce la durata della prova da giorni a meno di un'ora, " dice Kazemzadeh.

Negli esami diagnostici del sangue, il sangue intero è più spesso separato in componenti. Per esempio, i globuli rossi concentrati possono essere utilizzati per misurare i livelli di ematocrito e per i pazienti che necessitano di ossigenoterapia. Il plasma è la fonte più conveniente di proteine, acidi grassi, ormoni, biomarcatori circolanti e cellule di trasporto utilizzate per la diagnostica delle malattie, compresi quelli per il cancro e le malattie infettive.

Russom e Kazemzadeh affermano che il loro distributore può essere prezioso anche in altri settori estendendo la durata di conservazione delle bevande, sostanze chimiche, cosmetici e sostanze medicinali, che si rovinano rapidamente dopo l'apertura dei loro pacchetti. "La nostra tecnologia consente di erogare liquidi senza che l'aria entri nel contenitore. Pertanto, il liquido all'interno dei contenitori rimane intatto anche dopo l'utilizzo. Ciò estende la durata di conservazione del contenuto alla durata di conservazione nominale del prodotto".