Древната Играчка Вдъхновява Медицински Диагностичен Инструмент С Ниска Цена

{h1}

Евтина центрофуга с ръчно захранване, която се основава на древна играчка, може да помогне на лекарите, работещи в развиващите се страни.

Съвременната медицина често се чувства като магия: техник убожда кожата ви, изтегля капка кръв и я изхвърля в друга стая. Често това дава на лекаря достатъчно информация, за да постави диагноза и да предпише лечение. Но за хората в развиващите се страни този вид диагностика може да бъде повече научна фантастика, отколкото реалност.

Съвременната медицина разчита до голяма степен на технологиите, като центрофугите, които са скъпи, обемисти и изискват електричество. На много места по света този вид оборудване може да бъде трудно да се намери. Но в ново проучване, публикувано онлайн (10 януари) в списанието Nature Biomedical Engineering, изследователите описаха евтина, ръчно задвижвана центрофуга, която се основава на древна играчка и може да помогне на лекарите, работещи в развиващите се страни.

Центрофугата е работният кон на съвременните медицински лаборатории. Устройството върти проби с висока скорост за отделяне на частици или клетки въз основа на размер и плътност, ефективно концентрирайки специфични компоненти. Повечето диагностика "са като търсене на игла в сено", каза Ману Пракаш, водещ изследовател на новото проучване и доцент по биоинженеринг в Станфордския университет. Центрофуга, каза Пракаш, поставя всички игли на едно място, което ги прави по-лесни за намиране. [10 технологии, които ще преобразят живота ви]

За съжаление, дори най-простите съвременни центрофуги са обременителни за лекарите в областта. Пракаш, който спечели награда за гений за MacArthur за 2016 г., е лидер в така нареченото пестеливо научно движение, което има за цел да разработи нискотарифни решения за сложни технологии. Пракаш е най-известен с разработването на Foldscope - оригами, подобен на хартия микроскоп, който струва около 1,50 долара.

В миналото изследователите са изследвали общи предмети от домакинството, като яйца за биене на яйца и въртящи се салати, като алтернативи на центрофугата, но тези устройства дават по-лоши резултати от съвременните диагностични тестове. Един прост кръвен тест с помощта на тези инструменти изисква повече от 10 минути за отделяне на клетките в сравнение с 2 минути за търговски центрофуги. Затова вместо да използва тези предмети, Пракаш и неговите колеги се фокусираха върху въртящи се играчки.

"Тествахме много играчки, като топ и йо-йо", казва водещият автор на изследването М. Саад Бамла, докторантура в университета в Станфорд, пред WordsSideKick.com. „Искахме да намерим най-ефективния начин да превърнем физическата енергия в ротационна енергия.“

Изследователите установили, че играчка, известна най-често като вихрушка, има най-голям потенциал като центрофуга. Чрез настройване на основния дизайн те успяха да постигнат скорост до 125 000 оборота в минута (RPM), най-бързите скорости, отчетени за устройство с ръчно захранване, казват изследователите. (Те са подали заявление в рекордите на Гинес, пишеха.)

Известен също като въртящ се бутон, зумер или въртящ се диск, вихърът е една от най-древните играчки и може да се намери в цял свят. Това е опростена детска играчка, с бутон или диск, резбовани през две струни, които са прикрепени към дръжки. Дете започва с навиване на струните и след това издърпване на дръжките, за да накара нишките да се развиват и копчето да се завърти. Издърпването и отпускането на струните многократно кара бутонът да се върти по-бързо. [Готината физика на 7 класически играчки]

Използвайки хартиен диск и риболовна жица, изследователите модифицираха вихъра, превръщайки го в ръчна задвижвана центрофуга, която струва около 20 цента. Те нарекоха устройството си „хартия“ и го тестваха срещу съвременни центрофуги за измерване на броя на червените кръвни клетки. За да направят това, Пракаш и неговият екип натоварват пръстов пръст кръв в капилярна тръба и го поставят в запечатана пластмасова сламка, която е монтирана върху хартиения диск.

"При конвенционална центрофуга [кръвният тест] ще отнеме около 2 минути и тази [центрофуга] ще струва около 1000 долара", каза Бхамла. "И за минута и половина можем да постигнем абсолютно същия резултат - с цена от 0,20 долара без ток." Резултатите на изследователите бяха сходни при тестове за маларийни паразити.

За да разберат по-добре как работи хартия и как да го оптимизират за различни видове диагностика, Пракаш и неговите колеги генерираха математически модел за движението на диска.

"Това е доста нетрадиционна центрофуга", каза Пракаш. "Това е осцилаторна центрофуга, така че той обръща посоката." Повечето центрофуги се въртят само в една посока, но хартиената фуга се обръща по време на въртенето си, което може да ограничи обема на течността, която може да отдели, добави той.

Пракаш и Бхамла също откриха, че играчката по същество се самонавива. Въртящият диск има инерция, която кара струните да се усукват. Когато човек добави сила, като дърпа дръжките, струните стават суперсвити, с обрати, привързани към себе си, каза Пракаш. „Тези супервитвисти дават въртящ момент и водят до усукване на диска“, каза той. "Удивително е колко малко сила отнема."

Пракаш и неговият екип сега извеждат хартия на терена. "Нашата текуща работа е поставила около 100 хартиени фуги в ръцете на клинични партньори и здравни работници в Мадагаскар", каза Пракаш, "в първа линия на развиващите се страни, където почти нищо не е достъпно.

В същото време изследователите тестват други версии на хартиената фуния, използвайки 3D-отпечатани пластмаси и различни дизайни с надеждата да прилагат технологията при други диагностични тестове, каза Пракаш.

Оригинална статия за WordsSideKick.com.


Видео Добавка: .




Изследване


Ричард Уули
Ричард Уули

Как Работи Ядрен Срив
Как Работи Ядрен Срив

Наука Новини


11 Програми За Отслабване След 1 Година: Коя Работа?
11 Програми За Отслабване След 1 Година: Коя Работа?

Плаващи Острови На Скалата, Проследени В Тихия Океан
Плаващи Острови На Скалата, Проследени В Тихия Океан

Какво Представлява Теорията За Един Куршум?
Какво Представлява Теорията За Един Куршум?

Маите: История, Култура И Религия
Маите: История, Култура И Религия

Загубени Песни За Холокост, Пускани За Първи Път На Ремонтиран Тел
Загубени Песни За Холокост, Пускани За Първи Път На Ремонтиран Тел


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com