Dispositivos Lab-on-a-chip- y ópticos para mediciones distribuidas con ampliaciones en biomedicina - Comina Bellido, German Yuri (2014)
En la presente tesis se han investigado métodos y dispositivos con el objetivo de construir prototipos útiles que permitan medir de forma distribuida variables de interés biomédico, en especial para aplicaciones en diabetes y tuberculosis. Los dispositivos “Lab-on-a-chip” (LOC) para microfluídica son sistemas miniaturizados de análisis los cuales usan volúmenes pequeños de muestras y reactivos. Ofrecen una alternativa compacta a la instrumentación clásica con una performance equivalente pero en una plataforma que puede ser desechable. Se investigó y desarrolló un método económico y eficiente para la micro-fabricación de LOCs usando una impresora 3D. Éste método novedoso (reportado en 23) permitió por primera vez fabricar LOCs con geometrías complejas y con múltiples capas en polidimetilsiloxano, sin usar el equipamiento especializado clásico ni facilidades de cuarto limpio. Se desarrolló un LOC multicapa que integró una zona funcionalizada la cual posee una respuesta dinámica de la absorción de luz relacionada con la concentración de la glucosa en una solución (0mM-10mM). Se mostró que un “Smartphone” es una buena plataforma de medición de la variación de la respuesta óptica del LOC, pudiendo medir las variaciones temporales de la respuesta óptica con una resolución en tiempo de 0.011%, lo cual es una ventaja, respecto a resolución con la que se mide intensidad (0.39%) incrementándose la resolución de medida en más de 35 veces. Éste dispositivo tiene muchas potencialidades para ser usado en el control de pacientes con diabetes. El método de la observación microscópica de susceptibilidad de medicamentos (MODS) es una técnica rápida y económica para el diagnóstico temprano de infección por Mycobacterium Tuberculosis (MTB) y se basa en la observación microscópica de características de crecimiento de bacterias en un cultivo de esputo del paciente en una placa (placa MODS). Se investigó y desarrollaron dispositivos ópticos, que reemplacen al microscopio invertido usando en MODS para la visualización y detección de MTB. Los dos primeros prototipos económicos (reportados en 60) mostraron que es posible reemplazar al microscopio especializado por versiones más económicas y mejoradas con un sistema de adquisición de imágenes. Se encontró que la concordancia del segundo prototipo con el instrumento estándar fue de 96.61%. El tercer prototipo (reportado en 61), consintió en un lector automatizado de placas MODS, siendo la primera demostración de su tipo. La concordancia del diagnóstico de Tuberculosis en base a imágenes digitales obtenidas de forma automatizada con éste prototipo e imágenes digitales obtenidas con el instrumento patrón fue de 100%. Los dispositivos desarrollados podrían formar parte de un sistema de medición distribuida para telemedicina con aplicación especial para soluciones en diabetes y tuberculosis