Современная медицина часто ощущает как волшебство: техник уколов вашей кожи, рисует капли крови и унесет его в другую комнату. Часто это дает доктора достаточно информации, чтобы поставить диагноз и прописать лечение. Но для людей в развивающихся странах, такого рода диагностика может быть больше научная фантастика, чем реальность.
Современная медицина в значительной мере опирается на технологии , такие как центрифуги, которые дорогостоящие, громоздкие и требуют электричества. Во многих местах по всему миру, этот вид оборудования может быть трудно найти. Но в новом исследовании, опубликованном он-лайн сегодня (января. 10) в журнале Nature Биомедицинской инженерии , исследователи описали недорогой, с ручным приводом центрифуги, основанный на древней игрушке и может помочь врачам, работающим в развивающихся странах.
Центрифуга рабочая лошадка современных медицинских лабораторий. Устройство вращения образцов при высоких скоростях отдельные частицы или клетки в зависимости от размера и плотности, эффективного концентрирования отдельных компонентов. Большинство диагностик "- это как искать иголку в стоге сена", - сказал Ману Пракаш, ведущий Автор нового исследования и ассистент профессора биоинженерии в Стэнфордском университете. Центрифуга, Пракаш сказал, ставит все иглы в одном месте, что делает их легче найти. [ 10 Технологий, Которые Перевернут Вашу Жизнь ]
К сожалению, даже самые простые современные центрифуги являются обременительными для врачей в области. Пракаш, кто победил в 2016 Макартур "гений премия", является лидером в так называемый бережливый науке движение, целью которого является разработка недорогих решений для сложных технологий. Пракаш является самым известным за разработку Фолдскоп, оригами-как бумажный микроскоп, который стоит около $1.50.
Больше Из Материалам Livescience
-
7 болезни Вы можете узнать из генетический тест
-
5 Удивительных Технологий, Которые Революционизируют Биотех
-
9 Нечетной Стороны Ваших Технологичных Устройств Могут Навредить Вам
В прошлом, исследователи изучили обычные бытовые предметы, такие как загонщики яйцо и салат блесны, в качестве альтернативы центрифуги, но эти устройства дали худшие результаты, чем современные диагностические тесты. Простой анализ крови, с помощью этих инструментов требуется более 10 минут, чтобы отделить клетки, по сравнению с 2 минутами для коммерческих центрифуги. Поэтому вместо того, чтобы использовать эти элементы, Пракаш и его коллеги сосредоточились на спиннинг игрушки.
"Мы протестировали много игрушек, как сверху и йо-йо," ведущий Автор исследования М. Саад Bhamla, докторской исследователь в Стэнфордском университете, рассказал живой науки. "Мы хотели найти наиболее эффективный способ преобразования физической энергии в энергию вращения."
Исследователи обнаружили, что игрушка наиболее широко известный как Юла имели наибольший потенциал в качестве центрифуги. Путем настройки базовой конструкции, им удалось достичь скорости до 125 000 оборотов в минуту (rpm), скорость отчитался за руку-устройство, отмечают исследователи. (Они подали заявку в Книгу рекордов Гиннеса , они написали.)
Также известный как кнопка блесны, зуммер или вращающийся диск, в Юла-одна из самых древних игрушек и могут быть найдены во всем мире. Это упрощенный детскую игрушку, с помощью кнопки или диск продетой в две ниточки, которые прикреплены к ручкам. Ребенок начинает по извилистой строки и затем потянуть на ручках, чтобы размотать нитки и кнопки Spin. Вытягивать и многократно ослаблять струны делает кнопку Spin быстрее. [ Классная Физика 7 классические игрушки ]
Используя бумажный диск и леска, исследователи модифицировали Юла, превратив его в руку-работает центрифуга, которая стоит около 20 центов. Они назвали свое устройство "paperfuge" и протестировали его против современных центрифуг для измерения красных кровяных клеток. Для этого Пракаш и его команда загружается в палец укол кровь в капиллярную трубку и помещают в герметичный пластиковый соломы, которая была смонтирована на бумажном диске.
"С обычной центрифуге, [анализ крови] займет около 2 минут и, что [центрифуга] будет стоить около $1000", - сказал Bhamla. "И в полторы минуты, то можно добиться точно такой же результат — по цене от $0.20 без электричества". Результаты исследователей были похожи на тесты на малярию .
Чтобы лучше понять, как paperfuge работает и как оптимизировать ее для разных видов диагностики, Пракаша и его коллег создается математическая модель движения диска.
"Это довольно необычная центрифуга", сказал Пракаш. "Это колебательный центробежка, поэтому он переворачивается направлении". Большинство центрифуги вращаться только в одном направлении, но paperfuge разворачивается во время ее вращения, что может ограничить объем жидкости, что он может разделить, добавил он.
Пракаш и Bhamla также обнаружили, что игрушка, по сути, автоподзавод. Вращающийся диск имеет инерции, что приводит струны в лад. Когда человек добавляет сил, потянув за ручки, струны становятся суперспиральную, с наворотами зацикливание обратно на себя, - сказал Пракаш. "Эти supertwists дать крутящий момент и привести к завороту диска", - сказал он. "Это удивительно, как мало сил это займет".
Пракаш и его команда сейчас беру paperfuge в поле. "В нашей текущей работе поставил около 100 paperfuges в руки клинические партнеров и медицинских работников в Мадагаскар," Пракаш сказал: "в первую очередь развивающимся странам, где почти ничего не доступно."
В то же время, исследователи проверяют и другие версии paperfuge, используя 3D-печатных пластмасс и различных конструкций, в надежде применить эту технологию и в других диагностических тестов, Пракаш сказал.
Оригинал статьи на "Живая Наука".