Proyectos
Prototipo de Microscopio Holográfico Digital sin Lentes (DLHM) funcionalizado para la observación de eritrocitos sin tinción: escalado de TRL 4 hacia TRL 5
Resumen
La microscopía óptica de campo brillante ha sido la herramienta por excelencia para la evaluación y diagnóstico del estado de salud animal a través del estudio de muestras biológicas como por ejemplo la sangre; de hecho el estudio de eritrocitos constituye la herramienta estándar de evaluación y diagnóstico de una enfermada que atenta gravemente contra la salud pública como los es la malaria [1]. Para el 2021, el Instituto Nacional de Salud (INS) ha reportado 29452 casos hasta la semana epidemiológica 23 (6 al 12 de Junio); Chocó, Nariño, Córdoba, Guania, y Antioquia aportaron el 81.5% [2] y se estima que esta cifras que pueden aumentar con el actual movimiento migratorio hacia nuestro país y departamento y el crecimiento de prácticas de minería ilegal. A pesar de los grandes esfuerzos de tipo biomédico, económico, político [3] y de desarrollo de tecnología [4–8] para el control de la malaria, se reconoce la carencia de métodos portátiles y de bajo costo para su evaluación y diagnóstico como la principal dificultad en la lucha contra la malaria. La microscopía óptica de campo brillante, reconocida como el “Gold Standard” [1] en la evaluación y diagnóstico de la malaria, además de ser de alto costo económico y no portátil, carece de la capacidad de observar muestras transparentes, por lo cual demanda del uso de métodos de tinción [7,9–12]. Estos métodos de coloración requieren demandan de reactivos altamente contaminantes y personal capacitado en su aplicación, lo cual sumado al hecho que una inadecuada preparación de la muestra puede conducir a un diagnóstico falso-positivo, invita al desarrollo de metodologías alternativas de diagnóstico que además eliminen la tinción de la muestra de sangre y sean potencialmente portátiles. El grupo de Óptica y Procesamiento Opto-Digital (OD) de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín, se ha consolidado como uno de los líderes mundiales en el desarrollo de técnicas alternativas de microscopia para la observación de muestras transparentes [13,14]. Con base en la experiencia de nuestro grupo de investigación, se llevó a cabo un proyecto de innovación en la primera cohorte de la presente convocatoria en el cual se utilizó la patente de invención “Microscopio holográfico digital sin lentes (MHDSL) y método para visualizar muestras” [13] para desarrollar un prototipo de microscopía holográfica digital sin lentes (DLHM) funcionalizado para visualizar eritrocitos sin tinción, el cual alcanzó TRL 4. En la cohorte 2 de la actual convocatoria, el grupo de OD presenta esta propuesta para el escalamiento hasta TRL 5 del citado prototipo. Para llevar a cabo este ejercicio académico-administrativo el grupo OD se ha aliado con el grupo de Óptica Aplicada (OA) de la Universidad Eafit y el Grupo de Malaria (MA) de la Universidad de Antioquia. Esta alianza, que además incluye la participación de estudiantes de pre y posgrado, permitirá la evaluación detallada del prototipo TRL 4 con el fin de evaluar su desempeño con miras a ser operado en un entorno relevante. Dicha evaluación arrojará un conjunto de parámetros funcionales que serán incorporados en el rediseño y construcción de un nuevo prototipo de DLHM que será evaluado inicialmente en el entorno controlado del laboratorio del grupo OD. En estos procesos participará activamente el grupo OA por medio del acompañamiento técnico-científico así como también con el aporte de procesos de manufactura rápida y testeo. Una vez evaluado satisfactoriamente, el prototipo será entregado al grupo de MA para su valoración en laboratorio clínico, el cual configura un ambiente relevante de operación del prototipo. Los informes aportados en las diferentes etapas del proyecto, sumados resultado de la identificación de los aspectos de seguridad, limitaciones ambientales y/o regulatorios y características de manufactura, posicionarán el prototipo desarrollado en la escala TRL 5 e indicarán el camino de proyección del hacia TRL 6.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:UN Innova: Convocatoria de Proyectos para el Fortalecimiento de la Innovación en la Universidad Nacional de Colombia a partir del Desarrollo de Prototipos y Experiencias Piloto 2019-2021 (segunda cohorte)
Modalidad:Propuestas de escalamiento de prototipos.
Responsable