¿Qué falta para los laboratorios en chip / microfluídicos para convertirse en una herramienta ampliamente utilizada en el diagnóstico de pacientes?

Haga que su plataforma de microfluidos sea simple y asequible. Existe una gran barrera de entrada para las nuevas tecnologías asociadas al cuidado de la salud . Tenemos un largo camino por recorrer para demostrar que somos mejores que los estándares establecidos de cuidado. Aquí hay algunas cosas que aprendí de seis años humildes en el campo de las pruebas de diagnóstico médicas disruptivas basadas en microfluidos:

La única forma de salir con una plataforma de microfluidos comercialmente factible es abordar un problema complejo con una solución simple , en lugar de al revés.

Las últimas décadas han sido una era exploratoria, en la que las personas han intentado varias formas geniales de manipular fluidos, células y reacciones químicas a escala micro y nano.

  1. Los microfluidos tienen un enorme potencial porque estudias los fenómenos microscópicos a la escala en la que realmente ocurren.
  2. Pero las leyes de la física en la escala de una sola célula, a menudo son tan diferentes de lo que observa en la macroescala, que debe comenzar de nuevo. Es un hermoso gran mundo.
  3. La biología es vasta, profunda y no se comprende completamente, y los ensayos biológicos que actualmente son el estándar de atención en diagnósticos médicos ya son muy confiables (por ejemplo, pruebas basadas en ELISA). Microfluidics tiene como objetivo mejorar ciertos aspectos prácticos de estos procesos (hacerlos más rápidos, automatizarlos y aumentar el rendimiento), mientras que en otras situaciones, los microfluidos representan una solución mejor y más eficiente (Ej .: Síntesis de micropartículas para aplicaciones que van desde la administración de fármacos, ¡a la pintura !; estudio del comportamiento de los microorganismos dentro de un nanoporo para desarrollar mejores soluciones de filtración y antiincrustación). En el primer caso, hay una barrera de entrada para las nuevas tecnologías.
  4. La fabricación de dispositivos puede ser costosa y difícil de ampliar , a menos que tenga fácil acceso a una sala limpia moderna, pero a menudo eso no resuelve el problema de tiempo y dinero. Los prototipos de PDMS tardan años en perfeccionarse, especialmente cuando se trabaja en la escala de nanofluidos donde los procesos de fabricación como la fotolitografía UV presentan restricciones dimensionales. PDMS responde de forma impredecible a la presión y al flujo porque es un polímero flexible. Si su aplicación no depende de la porosidad o las características del material de PDMS, cambie primero a los plásticos duros.
  5. Y aquí hay algo que no puedo enfatizar lo suficiente: Mantenga su dispositivo simple. Use dispositivos monolíticos en la medida de lo posible. Y las soluciones integradas (que combinan el análisis, la lectura, el análisis y la comunicación) son realmente el último sueño, pero ten paciencia para darte cuenta.
  6. Y, por último, deberíamos hablar más con los hospitales, médicos, pacientes de la encuesta al usuario final . Contratar a doctores en ejercicio como consultores, para maximizar su capacidad de abordar problemas relevantes.

No estoy seguro de estar de acuerdo con su premisa de que los microfluidos se usan poco. Con más de 20 años en el diagnóstico de puntos de atención, puedo sugerirle con confianza que los dispositivos de atención se utilizan en todos los hospitales de los EE. UU. Los productos de punto de atención probablemente se utilicen en la mayoría de las instalaciones de cuidados intensivos en el primer mundo. Puede encontrar una lista completa de más de 1000 productos de punto de atención en http://poctHUB.com – El Portal para Productos de Pruebas de Punto de Cuidado (POCT).

En cuanto a lo que se necesita, todos podemos estar de acuerdo en que se necesita una innovación considerable para salvar a más pacientes y proporcionar una mejor información de diagnóstico para el clínico. Un par de puntos clave:

  1. La precisión y la precisión son primordiales. Hay decenas de productos de diagnóstico con CV% s pobres, y perfiles desafiantes de sensibilidad y especificidad. Su tecnología de diagnóstico intrínseca, ya sea microfluídica o macro, debe ser sólida para proporcionar la base para una prueba de diagnóstico viable.
  2. La facilidad de uso es el atributo número dos que va y viene. La FDA no aprobará los productos y los laboratorios no comprarán productos que no estén completamente muertos: una enfermera o un paraprofesional los usarán mientras manejan docenas de otras tareas clínicas y administrativas. El caso de uso para las pruebas en el punto de atención no es un laboratorio bien iluminado atendido por personal de laboratorio capacitado. Es el frente salvaje y lanoso de la medicina clínica. Su producto debe funcionar, independientemente de si el usuario es bueno y si está o no prestando atención.
  3. Un corolario al # 2 (Facilidad de uso) es Sin preparación de muestra. La centrifugación, los bloques térmicos y todos los demás pasos preanalíticos antediluvianos anteriores a las pruebas analíticas no son los primeros en este espacio. El proceso preanalítico debe ser 1. Extraer del cuerpo. 2. Aplicar al dispositivo de prueba (ya sea una almohadilla, cubeta, cámara, banda o lo que sea). Haga un póster y cuélguelo en el departamento de I + D. Solo los productos con preparación de muestra cero sobrevivirán como pruebas de punto de atención.
  4. Instrumento leído. Actualmente existe un gran mercado para pruebas de lectura visual. Todo tipo de pruebas manuales impregna el mercado. Las pruebas cualitativas para toxicología, enfermedades infecciosas, análisis de orina (semi-cuantitativas), proteínas de flujo lateral, etc. existen hoy en día en grandes cantidades. Con la capacidad de leer visualmente los resultados de las pruebas con cámaras de iPhone y fotómetros simples, estas pruebas migrarán a respuestas instrumentadas en un futuro muy cercano, incluso para las Pruebas manuales existentes. Los beneficios para el paciente son la repetibilidad en el resultado que impulsa la precisión, así como la capacidad de recopilar y transmitir datos demográficos relevantes del paciente a la historia clínica electrónica (EMR) con cada resultado del paciente. Con el paciente como nuestro cliente final, debemos eliminar los errores de transcripción médica en todas las áreas de la atención médica, pero especialmente las pruebas de diagnóstico.

Hay muchos más atributos para una gran prueba de microfluidos que tiene viabilidad en el mercado, pero estos cuatro son un gran comienzo para un equipo de I + D. ¡Buena suerte!