Волчок – игрушка, которая наверняка радовала многих в детстве. Удивительно, но ученые нашли ей необычное применение посредством аддитивной технологии.

Предпосылки к созданию

Исследователи из Стэнфордского университета смогли сделать из обычной игрушки устройство для тестирования малярии. Главный разработчик – Ману Пракаш, доцент кафедры биоинженерии. Работая в Уганде, он оценил острую потребность в недорогом инструменте для определения этого заболевания.

Как правило, тестирование на предмет наличия малярии или других заболеваний, передающихся через кровь (в том числе туберкулеза, ВИЧ, африканской сонной болезни), проводится посредством центрифуги. Это устройство разделяет образцы крови на отдельные компоненты.

В современной медицине используют в основном электрические приспособления, внутри которых находится барабан. Там с помощью центробежных сил жидкость отделяется от уплотнений, содержащихся в крови. В результате эритроциты опускаются на дно пробирки, а плазма всплывает на поверхность. В среднем же слое будут находиться патогенные организмы.

Данный метод довольно эффективный, но дорогой. К тому же, им нельзя будет воспользоваться в местах, где нет электричества. А ведь существует много отдаленных городов и сел, где нет ни дорог, ни электросетей.

Успехи в прототипировании

Для реализации своей задумки доктор Ману начал сотрудничество с Саадом Бхамла. Совместно они пришли к выводу, что анализы крови можно делать посредством обыкновенного волчка и обычного бумажного диска. Удивительно, но революционное устройство не уступает по своей функциональности электрической центрифуге.

Чтобы улучшить первоначальный прототип, ученые обратились за помощью к стэндфордским старшекурсникам. Те, в свою очередь, разработали компьютерную модель, включающую такие переменные как размер диска и тяговое усилие. На основе данной модели был улучшен первоначальный прототип волчка. В результате устройство вращается со скоростью до 120 тысяч оборотов в минуту.

Примечательно, что волчок можно использовать для проведения анализов крови в полевых условиях. Лабораторные исследования показывают, что паразиты малярии выделяются из красных кровяных клеток в течение 15 минут.

Кроме этого, исследователи экспериментировали с прототипированием дисков, изготовленных из других материалов, в том числе из пластика. Для этого использовался 3D-принтер 2 Formlabs. 3D-печатные диски были способны вращаться со скоростью 10 тысяч оборотов в минуту и весили всего 20 грамм. Такие прочные и легкие диски могут открыть новые возможности для массового производства инновационных устройств при низких затратах.

Источник

Другие интересные новости