斯坦福大学开发出诊断疟疾的3D打印医疗设备

近日，斯坦福大学的科学家们开发出了一个拯救生命的3D打印工具，新设备可以帮助医疗工作者在缺乏精确实验室设备的地区诊断疟疾。据悉，开发此款设备的灵感来自于旋转玩具，这中玩具可追溯到青铜器时代。

据了解，疟疾是一种由蚊子传播的传染病，可引起发烧、呕吐、疲劳，以及在极端情况下死亡。这种情况很容易用适当的医疗设备诊断，但设备并不总是可用。然而，对于在偏远地区工作的医务工作者来说，诊断疟疾有一个窍门：使用离心机。通过非常快速地旋转血液样品，血液中的不同细胞类型可以彼此分离，使得更容易发现寄生虫。那么问题来了：如何获得离心机?

斯坦福大学生物工程教授Manu Prakash在前往乌干达的旅行中也问自己同样的问题，当他遇到医务人员急切需要一台离心机，或者更具体地说，一台可以没有电源的离心机。“在一个初级保健中心，我们与医疗保健工作者交谈，我们发现一台离心机因为没有电而只是充当摆设，”Prakash说。

“全世界有超过十亿人没有基础设施，没有道路，没有电力，”Prakash继续说。“我意识到，如果我们想解决一个关键问题，如疟疾诊断，我们需要设计一个人力离心机，它的成本应该在一杯咖啡以内，”这个研究的资深作者Prakash说。

在回到加利福尼亚州，Prakash立即着手开发离心机，使其在没有电的地区也能工作。他的灵感来自于儿童玩具!起初，Prakash和斯坦福研究团队试图利用溜溜球的离心力，并且能够获得相当快的速度。然而，这还不够，其需要更快的旋转。

撇开溜溜球，Prakash和他的团队偶然发现了另一个流行的旋转玩具：陀螺或蜂鸣器，一个古老的玩具，它由一个轮子组成，在手中或风旋转的中心功率。 “一天晚上我在玩一个按钮和弦乐，出于好奇，我设置了一个高速摄像机，看看按钮旋转会旋转多快，结果是我简直不敢相信自己的眼睛，该装置以10，000至15，000转/分钟旋转。”博士后研究员Saad Bhamla说。

能够比溜溜球更快的旋转，团队然后继续设计一个令人难以置信的有效率的变迁，记录前所未有的每分钟125，000转的速度。由于第一版是由纸制成的，工程师称他们的设备是“paperfuge”。(稍后将有3D打印版本。)

为了制造驱动器，所需要的是用聚合物膜、线和PVC管或木材涂布的纸。为了操作，将血液样品附着到中心盘上，之后使用者可以拉动该串以开始快速旋转。这种快速旋转使细胞分离，就像它们在更昂贵的电子离心机中一样。

在研究人员可以在他们的项目中绘制一条线之前，他们首先必须确保驱动器能够在现场工作。他们因此预订了到马达加斯加的旅行，以试验设备的真实。幸运的是，测试是成功的，当地的卫生保健工作者能够旋转血液样品，以测试寄生虫。更好的是，花费只有20美分，因此可以由任何医疗人员使用可用的材料。

除了创建其设备的纸张版本，研究人员还尝试使用SLA 3D打印机制作类似的仪器。使用这种方法，他们能够在一天内3D打印100多个塑料陀螺设备。他们解释说：“使用桌面3D打印机(Formlabs的Form 2)，我们快速打印了不同”3D-fuges“的轻质(20g)原型，这些原型的速度约为10，000 r.p.m。这进一步提供了开放的机会，使用注塑技术批量生产数百万离心机。

虽然3D打印设备的速度不如造纸机的纸质版本，但是3D打印设备可能会更耐用和更具弹性。目前，该测试的研究论文已发表在自然生物医学工程上。