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Negli sforzi globali in corso per contenere il virus Covid-19, la capacità di condurre rapidi test di massa si sta rivelando fondamentale per il successo. È anche un'area in cui molti Paesi si trovano ad affrontare sfide importanti. I ricercatori della Carnegie Mellon University e dell'Università di Pittsburgh hanno appena sviluppato un test che potrebbe aiutare a superare questa sfida.
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Creato da un team congiunto di ingegneri e virologi, il test permette di rilevare in 10 secondi gli anticorpi Covid, la proteina trasmessa per via ematica che attacca il coronavirus. La presenza di questi anticorpi nel sangue di una persona indica che essa è stata precedentemente infettata dal virus. Individuare chi all'interno di una popolazione possiede anticorpi covidi aiuta a tracciare i progressi del virus, anche identificando chi può aver sviluppato l'immunità.
La tecnologia di stampa micro 3D è il cuore di questa innovazione della ricerca. Il Dr. Rahul Panat, Professore Associato di Ingegneria Meccanica alla Carnegie Mellon University, il cui gruppo ha sviluppato il test, ha spiegato:
"La stampa micro 3D consente di produrre nuove forme nei dispositivi e nuove combinazioni di materiali. I progressi che stiamo facendo oggi nei dispositivi biomedicali sono intrinsecamente legati ai progressi nella microfabbricazione"
Il dispositivo è realizzato con stampanti elettroniche 3D Aerosol Jet sviluppate e brevettate da Optomec, un'azienda statunitense specializzata nella tecnologia di produzione additiva. Circa le dimensioni di un quarto di moneta statunitense, il dispositivo è formato stampando micropilastri d'oro su un substrato, ricoprendoli di ossido di grafene ridotto, quindi attaccando gli antigeni Covid, i marcatori del virus. Dalla persona sottoposta al test si ottiene una puntura di sangue e, se il campione contiene anticorpi Covid, questi si attaccano all'antigene, creando una reazione elettrochimica.
A differenza di altri processi di produzione che creano una finitura superficiale liscia, la stampante a getto d'aerosol Optomec produce una superficie ruvida sui micropilastri dorati. Questo marchio di fabbrica "appiccicoso" permette all'antigene di caricarsi facilmente sul micropilastro, con il risultato che è in grado di rilevare anche quantità molto piccole di anticorpi. Un singolo dispositivo costa nell'ordine delle decine di dollari.
Come un test del glucosio a casa
Il dispositivo viene collegato ad un dongle che ha un piccolo analizzatore elettrochimico, che conferma la presenza di anticorpi. Il dongle si connette a uno smartphone che legge il risultato su un'app personalizzata. Entrambe le interfacce, il dongle e l'app per smartphone, sono già ampiamente disponibili sul mercato. Un vantaggio della scelta di tali interfacce, secondo il Dr. Panat, è che:
"Abbassa la perizia tecnica necessaria per fare una lettura. Può essere come un test del glucosio che si fa a casa"
Dopo aver eseguito un test, il dispositivo viene lavato con acido formico e un altro test può essere eseguito in un minuto. Mentre almeno 10 test possono essere eseguiti con completa precisione, la capacità di rilevamento si indebolisce dopo di ciò e il dispositivo deve essere sostituito. Il team di ricerca ha pubblicato i suoi dati preliminari a settembre, con prove su larga scala in corso presso l'University of Pittsburgh Medical Center.
Con parti del mondo che sono state colpite da una nuova ondata di infezioni da Covid e un vaccino molto probabilmente ancora a mesi di distanza, i test sono destinati a rimanere una parte indispensabile delle strategie di mitigazione della Covid delle nazioni. Ad esempio, quando la Cina, che durante l'estate aveva fatto molto bene a contenere la Covid-19, ha avuto un'epidemia in ottobre nella città orientale di Qingdao, è riuscita ad evitare una recrudescenza testando tutti i 10 milioni di abitanti di Qingdao in pochi giorni. Il dottor Panat ha detto:
"I rapidi test di massa possono aiutarci a sradicare il virus isolando efficacemente i pazienti. Se un test richiede 24 o 48 ore per ottenere risultati, o anche 20 minuti, è semplicemente troppo lungo"
