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3D打印的世卫组织生物测定试剂盒零件可帮助对抗疟疾

时间:2019-11-07 09:02 来源:中国3D打印网 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃
        中国3D打印网11月7日讯,根据疾病控制与预防中心(CDC)的报告,疟疾是一种由寄生虫引起的蚊虫性疾病。尽管在美国每年大约诊断不到2,000例病例,但在撒哈拉以南非洲这样的地区,这是一种可怕的疾病。根据世界卫生组织的数据,全球有超过2.17亿疟疾病例和435,000例死亡。消灭疟疾计划通常着重于消除蚊子用来繁殖的小水坑,或使用杀虫剂杀死蚊子或幼虫。但问题是,在某些情况下,蚊子种群可能对某些农药产生抗药性。
     WHO杀虫剂药敏试验(生物测定法)是用于评估成年蚊子种群抗药性的标准方法之一。一组研究人员发表了一篇标题为《WHO杀虫剂药敏性生物测定系统的开源3D可打印替换零件》的论文, 概述了他们制作套件中组件的3D可打印版本的工作。“世卫组织生物测定试剂盒由组装成一个单元的几个丙烯酸树脂片组成。试剂盒的零件通常会破裂,从而降低了昆虫进行抗性谱分析的能力。由于目前只有单个供应商提供测试套件,因此很难及时采购替换零件。在这里,我们展示了世卫组织生物测定试剂盒所有部件的3D可打印版本。”该团队表示。
      “使用广泛可得的聚乳酸(PLA)细丝作为印刷材料,我们能够设计和打印出世卫组织生物测定试剂盒中每件的功能替代品。我们注意到从PLA印刷管和WHO丙烯酸管获得的结果无显着差异。此外,我们没有观察到由于常用清洁溶液的延长暴露时间而导致的PLA降解。”WHO的生物测定测试由两个管子之一中的蚊子组成-一个管子内衬未经处理的纸,而另一个管子内衬浸有杀虫剂的纸。管子用筛网盖住,蚊子在里面呆了一个小时。暴露后24小时,杀虫剂管中虫子的死亡率百分比用于测量杀虫剂的敏感性。

     图1. WHO生物测定试剂盒和等效的3D打印部件。剖面图显示了滑动单元的3D打印版本的组装。
       上图所示的一个套件包含两个试管,两个筛孔,两个螺帽,四个弹簧夹,一个滑座和一个滑座。这些组件中的某些组件会随着时间的流逝而损坏,丢失或磨损,这可能导致“昆虫进行生物分析的能力降低”,并且由于成本高昂且运输时间长,而且更换这些组件在经济上也不可行。该团队写道:“我们的设计可用于在任何配备3D打印机的设施中为WHO生化试剂盒生产替换零件,而这种零件正变得越来越普及。在这里,我们展示了世卫组织生物测定试剂盒的3D可打印替换零件,无需工具或胶水即可打印;以及与世卫组织现有生物测定部分的接口。”
WHO生物测定成分照片和相应的3D打印版本
图2. WHO生物测定成分照片和相应的3D打印版本。 E和H分别表示曝光面和保持面,而WHO试剂盒上使用红色和绿色点。
       该小组使用SketchUp和OpenSCAD为组件创建了3D模型文件,尽管某些部分无法直接复制;现有设计对此做了些微修改,以便可以成功进行3D打印。用Ultimaker的Cura 3.3.1将文件切成薄片,然后将这些零件用白色的1.75毫米PLA进行3D打印,并使用Original Prusa i3 MK3和MK3S 打印。 管缘的外部几何形状从正方形更改为三角形,以节省塑料用量并减少打印时间。滑动单元的内部有门滑动的部分,团队不得不对其进行调整以使其可进行3D打印。


图3.生物测定结果,比较了世卫组织生物测定试剂盒和3D打印的Mbita,Kilifi试剂盒的死亡率及其组合结果。使用t检验比较每个检验的均值。
       该小组使用标准的4%WHO诊断剂量的DDT杀虫剂对肯尼亚的两种Mbita和Kilifi雌性蚊子实验室菌株进行药敏试验。在保存24小时后,他们记录了死亡率百分比,并发现WHO生物测定试剂盒和3D打印的试剂盒之间“无显着差异”。他们还将某些部分(例如网筛和螺帽)暴露于实际生物测定规程中经常使用的四种不同的蔗糖溶液中,以观察PLA是否降解。“在暴露于10%蔗糖,70%乙醇,3%Rely + On Virkon(Lanxess)和5%Decon 90(Decon Laboratories Ltd.)之后,我们没有发现PLA强度,张力,表面颜色或尺寸降低的迹象。
         中国3D打印网点评:3D打印部件的最佳用例是作为原始WHO组织生物测定试剂盒中缺失或损坏部件的替换库。这些替代组件可与其他3D打印用途(例如膜进纸器辅助工具,血液过滤器和诊断工具)结合使用,以帮助了解,诊断,抗击和预防疟疾。

           中国3D打印网原创文章!

(责任编辑:中国3D打印网)

weixin
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