Um novo dispositivo de diagnóstico médico feito de papel detecta biomarcadores e identifica doenças realizando análises eletroquímicas - acionadas apenas pelo toque do usuário - e lê os resultados do teste codificados por cores, tornando mais fácil para não especialistas entender.

"Você pode considerar este um laboratório portátil que é totalmente feito de papel, é barato e pode ser descartado por meio de incineração, "disse Ramses V. Martinez, professor assistente de engenharia industrial e biomédica na Purdue University. "Esperamos que esses dispositivos sirvam para pessoas não treinadas localizadas em aldeias remotas ou bases militares para fazer testes para uma variedade de doenças sem a necessidade de qualquer fonte de eletricidade, água limpa, ou equipamento adicional. "

O auto-alimentado, dispositivos eletroquímicos baseados em papel, ou SPEDs, são projetados para diagnósticos sensíveis no "ponto de atendimento, "ou quando o atendimento é prestado aos pacientes, em regiões onde o público tem acesso limitado a recursos ou equipamentos médicos sofisticados.

"SPEDs são baratos, leve, ? flexível e fácil de usar, "Martinez disse.

Os resultados da pesquisa são detalhados em um artigo publicado em 22 de agosto em Tecnologias de Materiais Avançadas .

O teste é iniciado colocando uma picada de sangue em uma característica circular no dispositivo, que tem menos de duas polegadas quadradas. Os SPEDs também contêm "zonas de teste de autopipetagem" que podem ser mergulhadas em uma amostra em vez de usar um teste de picada no dedo.

A camada superior do SPED é fabricada com papel de celulose não tratada com "domínios" hidrofóbicos padronizados que definem canais que absorvem as amostras de sangue para teste. Esses "canais microfluídicos" permitem ensaios precisos que mudam de cor para indicar resultados de testes específicos. Um aplicativo de diagnóstico de visão de máquina também foi criado para identificar e quantificar automaticamente cada um desses testes "colorimétricos" a partir de uma imagem digital do SPED, talvez tirado com um celular, para fornecer resultados de diagnóstico rápidos ao usuário e para facilitar a consulta remota com especialistas.

A camada inferior do SPED é um "gerador triboelétrico, "ou TEG, que gera a corrente elétrica necessária para executar o teste de diagnóstico simplesmente esfregando ou pressionando. Os pesquisadores também desenvolveram um dispositivo portátil barato chamado potenciostato, que é facilmente conectado ao SPED para automatizar os testes de diagnóstico para que possam ser realizados por usuários não treinados. A bateria que alimenta o potenciostato pode ser recarregada usando o TEG embutido nos SPEDs.

"Para nosso conhecimento, este trabalho relata o primeiro autoalimentado, dispositivos baseados em papel capazes de realizar um desempenho rápido, preciso, e ensaios eletroquímicos sensíveis em combinação com um baixo custo, potenciostato portátil que pode ser recarregado usando um TEG baseado em papel, "Martinez disse.

Ele foi co-autor do artigo com os alunos de pós-graduação Aniket Pal e Debkalpa Goswami; acadêmicos visitantes Hugo E. Cuellar e Heloisa F. N. Caurin; e Randy Kuang, um estudante do ensino médio que participou da pesquisa.

O artigo de pesquisa descreve os SPEDs, o potenciostato portátil e um algoritmo de visão de máquina que é capaz de reconhecer as informações codificadas por cores. O documento está disponível online em http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admt.201700130/full. Os SPEDs são compatíveis com tecnologias de impressão em massa, como impressão rolo a rolo ou deposição em spray. Eles podem realizar análises "multiplexadas", permitindo a detecção altamente sensível e precisa

de vários alvos para uma variedade de aplicativos de teste de ponto de atendimento. E eles podem ser usados ​​para alimentar outros dispositivos eletrônicos para facilitar as aplicações de telemedicina em ambientes com recursos limitados.

Os SPEDs foram usados ​​para detectar biomarcadores, como glicose, ácido úrico e L-lactato, cetonas, e glóbulos brancos, que indicam fatores relacionados à função hepática e renal, desnutrição e anemia. As futuras versões da tecnologia conterão várias camadas adicionais para ensaios mais complexos para detectar doenças como a dengue, febre amarela, malária, HIV e hepatite, Martinez disse.