杜克研究人员使用3D打印创建诊断工具

     在医疗领域，3D打印总会时不时地给我们带来新的惊喜，让我们更相信3D打印在未来的发展。北卡罗来纳州杜克大学的生物医学工程师使用3D打印创建了一个诊断工具，可以从一滴血液中检测出疾病的迹象。“D4测定”由抗体印刷阵列和3D打印的智能手机附件组成。
          虽然有许多方法来测试疾病，但我们血液中某些抗原的存在可能是与身体不舒服的最明显的迹象之一。这就是为什么Duke的生物医学工程师制作了易于使用的“芯片实验室”，即使在缺乏标准实验室检测设备的环境中也可以用来检测低水平的抗原。          研究人员在美国国家科学院院刊中发表的一项研究中，解释了D4测定方法，临床医生如何避免其他器械的缓慢而不会牺牲灵敏度或精度。该设备可以在短短15分钟内识别疾病生物标志物，但是如果需要进一步的灵敏度，则可以使用较长的孵育时间。
         重要的是，可以使用桌面扫描仪或3D打印的智能手机附件轻松读取设备收集的信息，从而改善了手机的机载摄像头。该智能手机功能对于在护理点设置中部署D4测定特别有用。
         本文的合着者安格斯·哈克纳尔（Angus Hucknall）表示：“D4测定使我们能够以最少的资源进行高性能的诊断测试，使其成为增加对敏感和定量诊断工具的获取的有希望的平台。
         D4测定法是使用一对匹配的抗体来检测和捕获血液样品中的靶蛋白的现有工具的引导。该阵列含有固定的“捕获”抗体和可溶性“检测”抗体，其被荧光标记物标记，以允许研究人员鉴定存在多少抗原。
         将一滴血液添加到载玻片上导致检测抗体溶解，与阵列分离，并结合血液中的靶向蛋白质。由荧光标记物照射的这些抗体 - 蛋白质对然后连接到残留在载玻片上的捕获抗体。
 
          现有的诊断测试，如用于检测Zika和HIV等疾病的酶联免疫吸附测定（ELISA）已被证明自己在许多方面都有效，D4测定与ELISA相似，因为它使用一对匹配抗体。        然而，与ELISA不同，D4测定的抗体阵列印刷在新型聚合物刷涂层上，其如Teflon类似物，以防止不需要的蛋白质附着在载玻片上。通过阻止不需要的蛋白质粘附到测定中，变得更容易检测目标蛋白。
         杜克公司生物医学工程系（BME）主任和论文资深作者Ashutosh Chilkoti表示：“测定的真正意义在于聚合物刷涂层。”聚合物刷使我们能够存储我们所有的工具需要在芯片上同时保持简单的设计。“
         杜克生物医学工程师进行了临床试验以评估D4测定的性能，测量杜克大学医学中心患者的血清瘦素水平，并将其与临床ELISA平台观察到的患者进行比较。他们发现D4测定的结果与来自ELISA测试的结果相符。
         但是，D4测定据称比ELISA方法提供了许多优点。一个，幻灯片只需要在缓冲液中洗涤以除去外来的颗粒 - 不需要更复杂的过程。它也非常便于携带，因为干燥的载玻片在运输过程中不需要冷藏。
         参与研究的研究人员估计，D4芯片的成本将低于1美元，3D打印的手机附件在批量生产时的价格不到30美元。该项目的下一阶段将涉及到利比里亚的D4测定来测试其在该领域的效率。该小组将尝试了解D4测定法如何用于监测和计划营养不良的治疗策略。