Desarrollan dispositivo de bombeo para diagnóstico de enfermedades

Una bomba programable económica es una característica crucial de los dispositivos lab en un chip que podrían hacer que el diagnóstico de muchas enfermedades mundiales sea fácil y asequible.

Se ha desarrollado una bomba acusticofluídica accionada por un transductor piezoeléctrico, que utiliza los efectos de corriente acústica generados por la oscilación de bordes filosos inclinados.


Los bioingenieros y científicos de la Universidad Estatal de Pennsylvania, (University Park, PA, EUA) desarrollaron la bomba que funciona mediante la oscilación de una serie de finas estructuras filosas de cientos de micras de longitud que se han construido sobre la pared lateral de un canal de microfluidos hecho, de polidimetilsiloxano (PDMS), un polímero ampliamente utilizado. Un transductor piezoeléctrico en miniatura, similar al tipo utilizado para el ultrasonido médico, es la fuente de las oscilaciones.

La bomba acusticofluida se hizo mediante la unión de un canal PDMS, de una sola capa, a un único portaobjetos de vidrio y añadiendo un transductor piezoeléctrico (Murata Electrónica; Smyrna, GA, EUA) adyacente al mismo usando una capa fina de epóxido. Para demostrar el comportamiento de bombeo, el canal de PDMS fue diseñado para ser un canal de recirculación rectangular (en el sentido contrario a las agujas del reloj) compuesto de cuatro partes: un canal izquierdo, un canal derecho, un canal superior y un canal inferior. El canal inferior, conocido como la región de bombeo, fue diseñado con 20 estructuras filosas inclinadas en su pared lateral, 10 en cada lado, mientras que los otros tres canales eran canales rectos sin ninguna estructura. El transductor piezoeléctrico, activado por señales sinusoidales amplificadas a partir de un generador de funciones (Tektronix; Beaverton, OR, EUA) y un amplificador, fue utilizado para oscilar acústicamente las estructuras filosas para generar efectos de transmisión acústica.

Tony Jun Huang, PhD, un profesor de ingeniería y autor principal del estudio, dijo: “Nuestra bomba es bastante única. Es fiable y programable, con un mínimo de hardware, pero muy precisa. Las velocidades de flujo se pueden sintonizar a través de una amplia gama, desde nanolitros por minuto hasta microlitros por minuto. El equipo permanente para el sistema total, lab-en-a-chip, incluyendo la electrónica de fácil consecución, podría costar alrededor de 25 dólares en costos de fabricación y el chip desechable podría costar apenas diez centavos de dólar. Aunque ligeramente más caro que los diagnósticos basados en papel, el sistema es mucho más versátil y preciso, lo que permite el análisis cuantitativo de, por ejemplo, el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), la hepatitis, el cáncer, las enfermedades infecciosas, las enfermedades cardiovasculares”. El estudio fue publicado el 4 de septiembre de 2014, en la revista Lab-on-a-Chip.

Enlaces relacionados:

The Pennsylvania State University

Murata Electronics

Tektronix