Forskere fra Universitet i Granada i Spania og Universitet i Glasgow, Skottland, har brukt 3D-printing for å muliggjøre diagnostisering av parasittinfeksjoner ved hjelp av smarttelefoner.
Ved å bruke en spesielt utviklet Android-basert programvare, er plattformen i stand til å foreta en automatisk og nøyaktig analyse av Trypanosomatid-artene ved hjelp av smarttelefonens bakre kamera. Trypanosomatider er parasitter som er ansvarlige for en rekke sykdommer hos mennesker og husdyr. Denne diagnosen kan man gjøre med mobiltelefonen ved hjelp av et 3D-printet plasttilbehør, som festes til smarttelefonkameraet og gir kontrollert belysning og fast posisjonering.
Ved å utvikle en tilgjengelig og rimelig metode for diagnostisering av disse sykdommene, håper forskerne at den kan brukes i avsidesliggende områder i utviklingsland som har begrenset tilgang til ressurser for slike verktøy. I forskningsartikelen publisert i IEEE Access , oppgir forfatterne: -Den enkle og pålitelige ytelsen gjør at den kan brukes på avsidesliggende steder med begrensede ressurser av relativt ufaglærte teknikere/sykepleiere, der det er langt mellom diagnostiske laboratorier. Resultatene kan imidlertid enkelt sendes via smarttelefonen til medisinske eksperter så vel som statlige helsesentra.
Låser opp smarttelefonenes uutnyttede muligheter med 3D-printing
Forskerne forklarer at smarttelefoner er kraftige, tilgjengelige og brukervennlige enheter som «signifikant kan forbedre medisinske og dyrehelse diagnostiske evner, spesielt på lokasjoner hvor det er begrensede ressurser.» Mobiltelefonenes evne til å raskt overføre data kan også utnyttes for hurtig overføring av analyseresultater til helsepersonell, noe som muliggjør diagnose av sykdommer i områder uten infrastruktur for å støtte rask analyse.
Forskerteamet forklarer også at disse smarttelefonkameraene har potensial til å brukes til kolorimetriske responsive analyser, som brukes til å måle et hvilket som helst teststoff som i seg selv er farget eller kan reageres for å produsere en farge. Kolorimetriske responsive analyser kan benyttes for å oppdage biomarkører av sykdommer, og smarttelefoner er blitt brukt i slike applikasjoner for påvisning av tuberkulose og HIV, ifølge artikkelen.
Imidlertid forklarer artikkelen at «forskjellige faktorer kan påvirke påliteligheten av bildebehandling og som et pålitelig diagnostisk verktøy.» Som sådan foreslår forskerne at et eksternt vedlegg brukes for å sikre ytelsesspesifikasjoner, da utstyrsfrie metoder kan lide av dårlig repeterbarhet samt standardiseringsproblemer på grunn av refleksjoner og sensorposisjonering. Derfor valgte forskerne 3D-printing av et plasttilbehør som en rimelig løsning for å gi kontrollert belysning og for å holde fast både prøven og mobiltelefonen under fotograferingen.
I tillegg til det 3D-printede tilbehøret, utviklet forskerteamet også en Android-basert programvare for smarttelefonen for å teste dens evner til å analysere millimetriske kolorimetriske matriser. Applikasjonen er i stand til å gjenkjenne og kvantifisere fargekoordinatene til hvert sted i matrisemønsteret gjennom telefonens kamera.
Øke tilgangen til medisinsk diagnostisk prøvetaking og testing
Med fokus på parasittiske sykdommer i familien Trypanosomatidae, satte forskerne sin diagnostiske plattform for smarttelefonen på prøve ved hjelp av ekte DNA. Disse parasittene påvirker både mennesker og husdyr, og de kan føre til betydelige helsemessige og økonomiske konsekvenser for mange land. Bruk av kameraet på en smarttelefon gir forskjellige fordeler for å oppdage slike sykdommer utover tilgjengeligheten, inkludert reduksjon av menneskelige feil i gjenkjenning av mønstre, noe man lett kan risikere med utrent personell. Det gjør det også mulig å opprette en permanent database for helseeksperter.
Fra testene konkluderte forskerne at med det 3D-printede tilbehøret og Android-applikasjonen kunne smarttelefonen oppdage Trypanosomatid sykdommer i ekte DNA. Plattformen ble testet gjentatte ganger for å evaluere størrelsesdeteksjon, kantenes uskarphet og fargedeteksjonsevner, og validerte bruken for analyse av kolorimetriske flekkarrayer. Det 3D-printede tilbehøret gjør det mulig for kameraet å oppdage flekker med diametre fra 300 um med 15 prosent toleranse.
Avslutningsvis i studien skrev forskerne: «Dette systemet er testet for påvisning av parasittiske sykdommer i familien Trypanosomiases, som er ansvarlig for ødeleggende sykdommer hos mennesker, hunder og husdyr. I denne sammenheng analyserer den smarttelefonbaserte utviklede plattformen bildet og konverterer panelet av flekker til en Trypanosomatid-art, ”.
«Med tanke på viktigheten av slike analyser i utviklingsland, har mobiltelefon-applikasjonen blitt designet for å være spesielt brukervennlig ved bruk av utrent personell. Registrerte resultater kan umiddelbart overføres til referanseklinikere fra avsidesliggende steder for råd og behandlingsbeslutninger.»
Dette er ikke det første eksempelet på at 3D-printing har gitt et middel for forskere å utvikle spesifikt, rimelig tilbehør til mobiltelefoner som forvandler enhetene til nyttige, lett tilgjengelige medisinske verktøy. For eksempel utviklet forskere fra RMIT Universitetet et 3D-printet «klipp-på» -filter som kan gjøre smarttelefonkameraer til et kraftig mikroskop. Enheten er i stand til å se på prøver så små som en 200 millimeter, og kan potensielt vise seg å være nyttig som diagnostisk verktøy eller forskningsapparat for eksterne helseklinikker og i felten.
“Smartphone-based diagnosis of parasitic infections with colorimetric assays in centrifuge tubes” er skrevet av Pablo Escobedo, Miguel M. Erenas, Antonio Martínez Olmos, Miguel A. Carvajal, Mavys Tabraue Chávez, Angélica Luque González, Juan J. Díaz-mochón, Salvatore Pernagallo, Luis Fermín Capitán-vallvey, og Alberto J. Palma.
Kilde: 3Dprintingindustry.com
