Diagnostica stampata in 3D: accessori e software per smartphone per la rilevazione di infezioni parassitarie
Nella recente pubblicazione di ” Diagnosi basata su smartphone di infezioni parassitarie con saggi colorimetrici in provette da centrifuga “, i ricercatori internazionali spagnoli e britannici esplorano modi migliori per diagnosticare le condizioni mediche nei paesi in via di sviluppo con poche risorse per tali strumenti.
Sebbene miliardi di consumatori stiano usando gli smartphone oggi, in quasi tutte le nicchie del mondo, la maggior parte di noi raramente fa il punto sul potere che abbiamo tra i palmi delle mani. Questi dispositivi che trasportano gran parte delle nostre informazioni personali e possono essere utilizzati solo per inviare pochi messaggi o effettuare alcune chiamate ogni giorno sono in realtà potenti microprocessori in grado di eseguire un vasto numero di attività complesse – ed estremamente utili -, nonché di condividere enormi quantità di dati.
Qui, gli autori hanno testato lo smartphone per diagnosticare le infezioni parassitarie, aprendo gli occhi su quale ruolo cruciale può svolgere la fotocamera nelle applicazioni di analisi bioanalitica e diagnostica. Concentrandosi sulla diagnosi della leishmaniosi e della malattia di Chagas, il team spiega che queste malattie possono essere gravi – e al punto che sono responsabili della malattia di milioni di persone. Con lo sviluppo di un test colorimetrico economico e facile da usare per la diagnostica della leishmaniosi e della malattia di Chagas, i ricercatori sperano di avere un impatto su aree più remote di numerosi paesi.
“In questo studio, la piattaforma diagnostica basata su smartphone proposta ha dimostrato di essere in grado di effettuare analisi di array colorimetrici millimetrici, come quelli che si adattano allo Spin-Tube. Anche se nel caso della piattaforma Spin-Tube pubblicata di recente dal nostro gruppo, in cui il riconoscimento del pattern spot è stato effettuato a occhio nudo (a causa della semplicità del pattern colorimetrico che necessita di essere analizzato), ulteriore sviluppo di un sistema automatizzato di acquisizione delle immagini , come uno smartphone è un’opzione interessante “, affermano i ricercatori.
Questo nuovo dispositivo innovativo offre i seguenti vantaggi per pazienti, tecnici e medici:
Riduzione dell’errore umano poiché molti membri del personale potrebbero non essere addestrati
Creazione di un registro permanente che i medici possano rivedere se necessario
Abilitazione di valutazioni quantitative mediante misurazione dell’intensità del colore spot
Gli autori hanno anche stampato in 3D un accessorio economico in plastica per aggiungere illuminazione. È stato inoltre programmato un programma software per lo smartphone, rilevando le coordinate cromatiche dei punti di forma circolare in ciascun modello di array.
“L’app è composta da diverse schermate che guidano l’utente attraverso i passaggi necessari per l’acquisizione e l’elaborazione di un’immagine del risultato del test”, hanno spiegato i ricercatori.
. Flusso di lavoro di acquisizione ed elaborazione delle immagini nell’applicazione per smartphone.
Numerosi test sono stati eseguiti per valutare le prestazioni del sistema, verificare l’applicazione nel suo complesso, compreso testare i suoi limiti.
“Questo sistema è stato testato per la rilevazione di malattie parassitarie della famiglia Tripanosomiases, che sono responsabili di malattie devastanti nell’uomo, nei cani e nel bestiame. In questo contesto, la piattaforma basata su smartphone che è stata sviluppata analizza l’immagine e converte il pannello di punti in una specie tripanosomatide “, hanno concluso i ricercatori. “Data l’importanza di tali saggi nei paesi in via di sviluppo, l’applicazione di imaging del telefono cellulare è stata progettata per essere particolarmente intuitiva per l’uso da parte di personale non addestrato. I risultati registrati possono essere immediatamente trasmessi ai medici di riferimento da postazioni remote per consigli e decisioni terapeutiche. “
A) Prototipo di dispositivo Spin-Tube. B) Componenti in plastica per la
fabbricazione di Spin-Tube. C) Formazione di legame ammidico tra
gruppi di acidi carbossilici pre-attivati di membrane di nylon e gruppi amminici primari di
sonde abasiche (PNA1 e PNA2). Layout grafico dell’array: in rosso,
3 controlli oligomero di DNA marcati con biotina; in verde, 3 punti di PNA2 abasico;
in blu, 3 macchie di PNA1 abasico.
A) Vista schematica laterale e B) fotografia della configurazione completa composta dall’accessorio stampato in 3D, dal tubo di raccolta della centrifuga illuminato e dallo smartphone. C) Vista schematica superiore e D) fotografie del tubo di raccolta della centrifuga con i LED bianchi. 
A) Schermate dell’app in cui l’utente può adattare la griglia del modello (cerchio bianco) con il tubo di raccolta della centrifuga dopo aver scattato una foto. Esempi di risultati del riconoscimento diagnostico (viste dettagliate e semplificate) al completamento dell’elaborazione per i tre casi possibili: B) Assenza di infezione; C) patogeno Leishmania major; e D) patogeno Trypanosma cruzi. E) Esempio del rapporto fornito dall’app contenente informazioni sull’array spot riconosciuto. Il report viene presentato in un visualizzatore di testo semplice integrato nell’app. F) Sia il report che l’immagine elaborata possono essere condivisi tramite social network, e-mail e vari servizi di messaggistica tramite il pulsante ” Condividi ” nel menu in alto dell’applicazione. In questo studio, lo spotting è stato condotto con 2 punti di oligomero di DNA marcati con biotina di controllo anziché il 3 di Fig. 1C.