Hacer un dispositivo de este tipo es fácil, incluso un niño de kinder podría hacerlo. Pero este juguete de antaño –un dispositivo cuyo movimiento circular es accionado por dos cuerdas– pronto podría transformar la medicina en el mundo en desarrollo, gracias a una nueva versión súper económica que puede separar la sangre igual de rápido que una centrifugadora comercial.

Su nombre es “Paperfuge” y está conformado de papel, cuerdas y pegamento, su producción cuesta alrededor de 20 centavos, contra cientos de miles que es lo que vale una centrifugadora tradicional.

Los ingenieros dicen que si este nuevo dispositivo pasa las pruebas reglamentarias, podría ser una gran herramienta –portátil y barata– para diagnosticar la anemia, infecciones como el VIH y la malaria, en lugares de escasos recursos.

Las centrifugadoras, maquinas que giran a gran velocidad y separan sangre y otros materiales, son indispensables en los laboratorios médicos modernos. Pero, por lo caras que son –alrededor de 6mil dólares– los doctores que se encuentran en regiones en desarrollo no siempre tienen fácil acceso a ellas. Incluso los laboratorios que cuentan con ellas no siempre tienen la electricidad necesaria para que funcionen.

Para atacar este problema, científicos han buscado todo tipo de alternativas que puedan ser impulsadas por el ser humano, incluyendo máquinas conformadas por batidoras de huevo y ensaladeras, pero éstos nunca se han acercado a la velocidad de las centrifugadoras comerciales, que pueden girar arriba de 100,000 revoluciones por minuto.

Un equipo de investigadores, liderado por el bioingeniero Manu Prakash de la Universidad Stanford de Palo Alto, California, decidió tener un acercamiento sistemático. Recolectaron más de 10 juguetes giratorios y usaron cámaras de alta velocidad para registrar sus velocidades.

Solo un juguete lo logró, pero irónicamente nadie sabía cómo funcionaba matemática o físicamente. El equipo de Prakash se propuso cambiarlo con modelos computacionales.

Descubrieron que la clave era torcer fuertemente las cuerdas y convertirlas en bobinas agrupadas para almacenar energía y así permitir que girara rápidamente con la mínima potencia. “La manera en que las cuerdas se tensan y se relajan es un principio muy interesante, estas súper bobinas van más allá de los límites geométricos”, dijo Prakash.

Después de 6 meses el equipo optimizó su juguete de velocidad rotatoria, creando un prototipo que funcionaba con el jalado de palitos unidos por cuerdas a un disco de papel que contenía tubos de sangre, la manera en la que funcionan las cuerdas hacen que gire la sangre.

Tomando el tiempo del proceso con una cámara de alta velocidad se mostró la rapidez –arriba de 125,000 revoluciones por minuto– mucho mayor que algunas centrifugadoras comerciales. Y similar a muchas de alta tecnología, el dispositivo fue capaz de separar el plasma de la sangre en menos de 1.5 minutos, el equipo lo reportó a Nature Biomedical Engineering.

“Esto es bastante prometedor por los resultados”, dijo Muhammad Zaman, un ingeniero biomédico de la Universidad de Boston que no estuvo involucrado en el estudio. “Quedé bastante impresionado porque tiene una base bastante real en teoría y simulación”.

Con algunas mejoras en el dispositivo el equipo considera que podría hacer muchas más cosas que la separación de plasma. En una prueba piloto, aislaron parásitos de la malaria de la sangre para su detección bajo un microscopio, con solo 15 minutos de hilado, un tiempo comparable a las centrifugadoras comerciales.

Sin embargo, Zaman piensa que la verdadera prueba para “Paperfuge” será en el campo de trabajo. Las barreras regulatorias, sociales y culturales pueden desechar las nuevas tecnologías sin la inversión continua de científicos y trabajadores médicos. “La gente podría pensar que esta pequeña cosa de papel no puede ser igual de buena que un instrumento que cuesta miles de dólares” dice Zaman, “se requiere confianza en el sistema”.

Prakash ya tiene planes para ganarse esa confianza. Recientemente firmó con una organización sin fines de lucro en Boston llamada Pivot, para aprobar el “Paperfuge” en una región rural en Madagascar con ensayos a gran escala que comenzarán en marzo.

“Podría adivinar que el 90% de laboratorios en Madagascar no tienen maquinas centrifugadoras”, dice Mathew Bonds, CEO de Pivot y economista de salud en Harvard. “Si funciona podría cambiar las reglas del juego”.

Nota vía ScienceMag.

Foto portada: media.npr.org