Más sostenibilidad para las pruebas médicas rápidas
El proyecto "BioMat" investiga tecnologías para el uso de materiales biocompatibles en el diagnóstico en el lugar de atención sanitaria
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Durante la pandemia de coronavirus se han generado millones de toneladas adicionales de residuos plásticos en todo el mundo. Además de las mascarillas, la ropa de protección y los kits de vacunación, las pruebas rápidas han desempeñado un papel importante. Las pruebas de diagnóstico suelen fabricarse con plásticos derivados del petróleo y acaban en la basura tras un solo uso. Las pruebas fabricadas con materiales biocompostables ofrecen una alternativa más respetuosa con el medio ambiente y que ahorra recursos. En el proyecto "BioMat", la Universidad de Ciencias Aplicadas de Dresde (HTWD) colabora con otros socios para investigar las bases del uso de materiales sostenibles en el diagnóstico médico. Un novedoso test en el punto de atención (POCT) para la detección de la hepatitis D sirve de ejemplo de aplicación.
El virus de la hepatitis D (VHD) desencadena una inflamación crónica del hígado que puede causar cirrosis hepática y aumentar el riesgo de cáncer de hígado. Las POCT, que también funcionan en lugares sin acceso a laboratorios, podrían identificar rápidamente a las personas infectadas y permitir el diagnóstico del VHD incluso en países con una infraestructura médica limitada.
Material de base biológica
El proyecto conjunto interdisciplinario se divide en dos subáreas: el desarrollo de un material de base biológica y su proceso de fabricación, y el desarrollo de una prueba rápida para diagnosticar la infección por el VHD. "En HTW Dresden aportamos sobre todo nuestra experiencia en el campo de la investigación de bioplásticos y el desarrollo de sensores", explica el director del proyecto, Marc-Peter Schmidt, catedrático de Diseño y Tecnología de la Facultad de Ingeniería Eléctrica. "Las exigencias al material son muy altas. Necesitamos una superficie que pueda microestructurarse fácilmente y componentes que sean duraderos y estables, por un lado, y completamente biodegradables en determinadas condiciones, por otro."
Tras investigar varias combinaciones de materiales, se identificó el succinato de polibutileno (PBS) como material adecuado. El PBS puede obtenerse a partir del almidón de las plantas, es fácil de procesar, estable y almacenable y se degrada casi por completo en el compostaje industrial a 60 grados centígrados y alta humedad en 90 días. El proceso de descomposición tiene lugar incluso en vertederos o al aire libre, pero entonces tarda más tiempo.
Electrónica en microestructura
Los componentes para las pruebas rápidas se fabrican mediante el proceso de moldeo por inyección, en el que el material se inyecta como masa viscosa a presión en un molde. "Junto con la Fraunhofer IWU y las empresas industriales sajonas Bergi-Plast y Otto Injection Molding, ya hemos conseguido optimizar el proceso estándar para procesar el PBS de modo que se alcance la precisión de moldeo necesaria", afirma Matthieu Fischer, miembro del equipo del proyecto. "Actualmente estamos investigando cómo pueden aplicarse estructuras funcionales eléctricas al material base, que desempeñarán un papel en aplicaciones posteriores". A diferencia de la prueba de la hepatitis D, por ejemplo, los sensores eléctricos se utilizan en el diagnóstico del rendimiento móvil en el deporte."
Los investigadores utilizan la tecnología de película gruesa para aplicar el diseño del circuito, cuyas estructuras miden apenas unos micrómetros. Se trata de un tipo de proceso de serigrafía en el que se aplican pastas por capas a través de una fina rejilla para formar los circuitos eléctricos. Esta técnica permite fabricar sensores de forma sencilla y económica. Como la electrónica de los kits de pruebas también tiene que ser biocompatible, Matthieu Fischer está experimentando con diversas pastas sostenibles. Utilizando una estructura de prueba, está examinando su idoneidad y los requisitos técnicos para fabricar detalles estructurales muy pequeños y de alta precisión.
Desarrollo de los reactivos
Los reactivos biológicos para la detección de virus se están investigando y desarrollando en estrecha colaboración entre Roboscreen y el Fraunhofer IZI. El Fraunhofer IZI aporta sus conocimientos técnicos en la producción de antígenos y Roboscreen su experiencia en el desarrollo y producción de reactivos y pruebas para el diagnóstico de laboratorio. Ambos están también familiarizados con los aspectos normativos y los procedimientos de autorización de productos médicos.
Aún quedan numerosos obstáculos por superar antes de que los biomateriales compostables o reciclables puedan utilizarse en el diagnóstico. Además de los estudios médicos, esto implica sobre todo la eliminación de barreras normativas. "En la actualidad, los residuos médicos, como las pruebas rápidas usadas, deben enviarse para su aprovechamiento térmico, sobre todo si contienen sangre. Tampoco está permitido reutilizar el material fundiéndolo", afirma Marc-Peter Schmidt. "En vista de las grandes cantidades de residuos que se generan aquí, urge sustituir los productos de diagnóstico derivados del petróleo".
El proyecto pretende allanar el camino a sistemas de pruebas rápidas de bajo coste y producción masiva fabricados con plásticos biodegradables que puedan utilizarse en todo el mundo, no sólo para las pruebas del VHD, sino también para otras aplicaciones de diagnóstico.
Bajo la dirección de HTW Dresden, las siguientes empresas participan en el proyecto de investigación BioMat:
- Bergi-Plast GmbH, Bad Gottleuba-Berggießhübel
- Otto Injection Moulding GmbH & Co. KG, Niederwiesa
- Roboscreen GmbH, Leipzig
- Instituto Fraunhofer de Máquinas-Herramienta y Tecnología de Conformado IWU, Chemnitz
- Instituto Fraunhofer de Terapia Celular e Inmunología IZI, Leipzig
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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