Uma colher de açúcar pode fazer o remédio descer, mas um novo estudo liderado por Loughborough sugere que uma pitada de sal é a chave para progredir em áreas médicas importantes, como distribuição de medicamentos e análise de amostras biológicas.

Naval Singh, um Ph.D. estudante da Escola de Aeronáutica da Universidade, Automotivo, Engenharia Química e de Materiais (AACME), e Dr. Guido Bolognesi, um especialista em bioengenharia, espero que o novo mecanismo de captura de partículas que eles desenvolveram "abra novos e excitantes caminhos para o desenvolvimento de novos modelos de baixo custo, dispositivos portáteis e ultrassensíveis para bioanálise e diagnóstico. "

Seu último estudo, publicado no jornal Cartas de revisão física , mostra como o sal pode ser usado para acumular partículas submicrônicas em regiões sem saída conhecidas como 'microcavidades' em questão de minutos e como o processo pode ser revertido.

Os fluidos biológicos estão cheios de partículas e a capacidade de capturá-las e liberá-las é uma capacidade de sustentação fundamental para diversas aplicações tecnológicas, incluindo a análise de fluidos corporais, como sangue e saliva.

O diagnóstico, como a detecção de vírus, pode ser limitado pelo número de partículas biológicas interceptadas pelo instrumento de diagnóstico, de modo que a capacidade de concentrar as partículas em uma área pode levar a uma detecção mais precisa e, como resultado, intervenções médicas anteriores.

Métodos atuais para concentrar partículas existem, mas envolvem tecnologia baseada em laboratório, como centrífugas, e não podem ser usados ​​para reter partículas dentro do corpo.

A equipe queria desenvolver um mecanismo que pudesse ser usado para capturar partículas em sistemas biológicos vivos e artificiais.

Eles decidiram se concentrar no acúmulo de partículas em regiões sem saída, como cavidades e poros, visto que são onipresentes em ambos os sistemas.

Contudo, o transporte de partículas para essas regiões é um verdadeiro desafio de engenharia, pois algo precisa empurrar as partículas para dentro das estruturas semelhantes a poços.

Dr. Bolognesi e Naval, em colaboração com especialistas do Departamento de Engenharia Química de Loughborough, Wolfson School of Mechanical, Engenharia Elétrica e de Manufatura, e o Institut Lumière Matière da França, explorou se o sal - que é conhecido por ser capaz de transportar partículas - poderia ser usado para essa finalidade.

A equipe executou uma série de testes usando um dispositivo de microcanal personalizado, apenas algumas vezes mais grosso do que um fio de cabelo humano. O dispositivo contém microcavidades e aberturas onde os pesquisadores podem injetar riachos de água salgada que passam pelas regiões sem saída.

Para este estudo de prova de conceito, os pesquisadores analisaram a captura de nanopartículas de borracha disponíveis comercialmente nas microcavidades.

O teste revelou que uma ligeira diferença no nível de salinidade [salinidade] dos fluxos de água foi suficiente para manter as partículas estacionárias e o sal dentro das microcavidades agiu como um ímã, puxando as partículas para as regiões sem saída.

Além disso, eles descobriram que o processo poderia ser revertido, o que pode ter enormes implicações para aplicações que requerem o aprisionamento e posterior liberação de partículas, por exemplo, a entrega controlada por tempo de vários medicamentos em regiões sem saída.

O Dr. Bolognesi diz que embora a borracha fosse o foco do estudo, a estratégia proposta pode ser aplicada a partículas biológicas, como vírus e outras partículas extracelulares geralmente encontradas no sangue, urina, e líquido cefalorraquidiano.

Da pesquisa, O Dr. Bolognesi disse:"A beleza desta pesquisa é, de fato, que nossa estratégia inovadora para o manuseio de partículas em sistemas miniaturizados se baseia em algo tão simples e difundido como um pouco de sal. Já que a natureza é um engenheiro muito melhor do que qualquer ser humano, Eu não ficaria surpreso se em um futuro próximo fosse descoberto que mecanismos similares movidos pelo sal ocorrem naturalmente dentro de sistemas biológicos para facilitar o transporte de materiais biológicos dentro de organismos vivos. "

Ele continuou:"Estamos desenvolvendo essa pesquisa e nosso grupo está trabalhando agora na prototipagem de pelo menos dois dispositivos de diagnóstico in vitro distintos com base neste método de manipulação de partículas."

Naval, o autor principal do artigo, acrescentou:"Com nosso trabalho publicado na Physical Review Letters, é uma promessa de avanço significativo dentro do campo de pesquisa que abre potenciais implicações na investigação de matéria mole e sistemas vivos, bem como no projeto de microdispositivos bioquímicos e analíticos. Milhões de dólares estão sendo investidos no desenvolvimento de dispositivos de diagnóstico de ponto de atendimento (PoC) e eu acho que esta pesquisa irá instigar uma nova geração de dispositivos PoC de baixo custo com aplicativos de teste para diagnósticos in vitro e outros diagnósticos clínicos a custos mais baixos, e alta seletividade, sensibilidade, e especificidade. "