3D打印的世衛組織生物測定試劑盒零件可幫助對抗瘧疾
時間：2019-11-07 09:02 來源：中國3D打印網 作者：中國3D打印網 閱讀：次
中國3D打印網11月7日訊，根據疾病控制與預防中心（CDC）的報告，瘧疾是一種由寄生蟲引起的蚊蟲性疾病。盡管在美國每年大約診斷不到2,000例病例，但在撒哈拉以南非洲這樣的地區，這是一種可怕的疾病。根據世界衛生組織的數據，全球有超過2.17億瘧疾病例和435,000例死亡。消滅瘧疾計劃通常著重于消除蚊子用來繁殖的小水坑，或使用殺蟲劑殺死蚊子或幼蟲。但問題是，在某些情況下，蚊子種群可能對某些農藥產生抗藥性。
WHO殺蟲劑藥敏試驗（生物測定法）是用于評估成年蚊子種群抗藥性的標準方法之一。一組研究人員發表了一篇標題為《WHO殺蟲劑藥敏性生物測定系統的開源3D可打印替換零件》的論文， 概述了他們制作套件中組件的3D可打印版本的工作。“世衛組織生物測定試劑盒由組裝成一個單元的幾個丙烯酸樹脂片組成。試劑盒的零件通常會破裂，從而降低了昆蟲進行抗性譜分析的能力。由于目前只有單個供應商提供測試套件，因此很難及時采購替換零件。在這里，我們展示了世衛組織生物測定試劑盒所有部件的3D可打印版本�！痹搱F隊表示。
“使用廣泛可得的聚乳酸（PLA）細絲作為印刷材料，我們能夠設計和打印出世衛組織生物測定試劑盒中每件的功能替代品。我們注意到從PLA印刷管和WHO丙烯酸管獲得的結果無顯著差異。此外，我們沒有觀察到由于常用清潔溶液的延長暴露時間而導致的PLA降解。”WHO的生物測定測試由兩個管子之一中的蚊子組成-一個管子內襯未經處理的紙，而另一個管子內襯浸有殺蟲劑的紙。管子用篩網蓋住，蚊子在里面呆了一個小時。暴露后24小時，殺蟲劑管中蟲子的死亡率百分比用于測量殺蟲劑的敏感性。
圖1. WHO生物測定試劑盒和等效的3D打印部件。剖面圖顯示了滑動單元的3D打印版本的組裝。
上圖所示的一個套件包含兩個試管，兩個篩孔，兩個螺帽，四個彈簧夾，一個滑座和一個滑座。這些組件中的某些組件會隨著時間的流逝而損壞，丟失或磨損，這可能導致“昆蟲進行生物分析的能力降低”，并且由于成本高昂且運輸時間長，而且更換這些組件在經濟上也不可行。該團隊寫道：“我們的設計可用于在任何配備3D打印機的設施中為WHO生化試劑盒生產替換零件，而這種零件正變得越來越普及。在這里，我們展示了世衛組織生物測定試劑盒的3D可打印替換零件，無需工具或膠水即可打��；以及與世衛組織現有生物測定部分的接口�！�
圖2. WHO生物測定成分照片和相應的3D打印版本。 E和H分別表示曝光面和保持面，而WHO試劑盒上使用紅色和綠色點。
該小組使用SketchUp和OpenSCAD為組件創建了3D模型文件，盡管某些部分無法直接復制；現有設計對此做了些微修改，以便可以成功進行3D打印。用Ultimaker的Cura 3.3.1將文件切成薄片，然后將這些零件用白色的1.75毫米PLA進行3D打印，并使用Original Prusa i3 MK3和MK3S 打印。 管緣的外部幾何形狀從正方形更改為三角形，以節省塑料用量并減少打印時間�；瑒訂卧膬炔坑虚T滑動的部分，團隊不得不對其進行調整以使其可進行3D打印。
WHO殺蟲劑藥敏試驗（生物測定法）是用于評估成年蚊子種群抗藥性的標準方法之一。一組研究人員發表了一篇標題為《WHO殺蟲劑藥敏性生物測定系統的開源3D可打印替換零件》的論文， 概述了他們制作套件中組件的3D可打印版本的工作。“世衛組織生物測定試劑盒由組裝成一個單元的幾個丙烯酸樹脂片組成。試劑盒的零件通常會破裂，從而降低了昆蟲進行抗性譜分析的能力。由于目前只有單個供應商提供測試套件，因此很難及時采購替換零件。在這里，我們展示了世衛組織生物測定試劑盒所有部件的3D可打印版本�！痹搱F隊表示。
“使用廣泛可得的聚乳酸（PLA）細絲作為印刷材料，我們能夠設計和打印出世衛組織生物測定試劑盒中每件的功能替代品。我們注意到從PLA印刷管和WHO丙烯酸管獲得的結果無顯著差異。此外，我們沒有觀察到由于常用清潔溶液的延長暴露時間而導致的PLA降解。”WHO的生物測定測試由兩個管子之一中的蚊子組成-一個管子內襯未經處理的紙，而另一個管子內襯浸有殺蟲劑的紙。管子用篩網蓋住，蚊子在里面呆了一個小時。暴露后24小時，殺蟲劑管中蟲子的死亡率百分比用于測量殺蟲劑的敏感性。
圖1. WHO生物測定試劑盒和等效的3D打印部件。剖面圖顯示了滑動單元的3D打印版本的組裝。
上圖所示的一個套件包含兩個試管，兩個篩孔，兩個螺帽，四個彈簧夾，一個滑座和一個滑座。這些組件中的某些組件會隨著時間的流逝而損壞，丟失或磨損，這可能導致“昆蟲進行生物分析的能力降低”，并且由于成本高昂且運輸時間長，而且更換這些組件在經濟上也不可行。該團隊寫道：“我們的設計可用于在任何配備3D打印機的設施中為WHO生化試劑盒生產替換零件，而這種零件正變得越來越普及。在這里，我們展示了世衛組織生物測定試劑盒的3D可打印替換零件，無需工具或膠水即可打��；以及與世衛組織現有生物測定部分的接口�！�
圖2. WHO生物測定成分照片和相應的3D打印版本。 E和H分別表示曝光面和保持面，而WHO試劑盒上使用紅色和綠色點。
該小組使用SketchUp和OpenSCAD為組件創建了3D模型文件，盡管某些部分無法直接復制；現有設計對此做了些微修改，以便可以成功進行3D打印。用Ultimaker的Cura 3.3.1將文件切成薄片，然后將這些零件用白色的1.75毫米PLA進行3D打印，并使用Original Prusa i3 MK3和MK3S 打印。 管緣的外部幾何形狀從正方形更改為三角形，以節省塑料用量并減少打印時間�；瑒訂卧膬炔坑虚T滑動的部分，團隊不得不對其進行調整以使其可進行3D打印。
圖3.生物測定結果，比較了世衛組織生物測定試劑盒和3D打印的Mbita，Kilifi試劑盒的死亡率及其組合結果。使用t檢驗比較每個檢驗的均值。
該小組使用標準的4％WHO診斷劑量的DDT殺蟲劑對肯尼亞的兩種Mbita和Kilifi雌性蚊子實驗室菌株進行藥敏試驗。在保存24小時后，他們記錄了死亡率百分比，并發現WHO生物測定試劑盒和3D打印的試劑盒之間“無顯著差異”。他們還將某些部分（例如網篩和螺帽）暴露于實際生物測定規程中經常使用的四種不同的蔗糖溶液中，以觀察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，我們沒有發現PLA強度，張力，表面顏色或尺寸降低的跡象。
中國3D打印網點評：3D打印部件的最佳用例是作為原始WHO組織生物測定試劑盒中缺失或損壞部件的替換庫。這些替代組件可與其他3D打印用途（例如膜進紙器輔助工具，血液過濾器和診斷工具）結合使用，以幫助了解，診斷，抗擊和預防瘧疾。
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(責任編輯：admin)
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