Marco Túlio Chella
16/02/2018
Nos últimos 20 anos houve uma evolução com os equipamentos HTS (High-Throughput Screening). Esse tipo de equipamento tem como elemento central bombas de fluxo automatizadas com computadores, sendo, na prática, verdadeiros conta gotas robotizados capazes de realizar milhares de procedimentos em poucas horas.
Uma bomba de fluxo é definida como um dispositivo que transfere energia a um fluido, sob a forma de aumento de pressão, velocidade, elevação ou qualquer combinação dessas formas de transferência de energia e, consequentemente, possibilita o movimento da massa fluídica.
Um sistema genérico de bomba de fluxo é constituído por uma válvula responsável por direcionar e reter o fluido, e atuadores. A função do atuador em uma bomba de fluxo é transformar uma entrada de energia (elétrica ou térmica) em trabalho (mecânico), como resposta. Idealmente, os atuadores devem ter simplicidade na construção e serem capazes de gerar grandes forças, grandes deslocamentos, rápido tempo de resposta, com baixo consumo de potência. A seleção do atuador é altamente dependente da escolha do processo de fabricação da bomba e das características do projeto e aplicações.
Com a evolução das técnicas de microfabricação surgiu uma categoria de dispositivo, o MEMS (Micro Electro Mechanical Systems); com essa tecnologia é possível miniaturizar em escala micrométrica componentes mecânicos como engrenagens, várias configurações de válvulas, canais com várias dimensões, o que permitiu desenvolver microbombas. Esses sistemas ficaram conhecidos como sistemas de microfluidos digitais e encontraram aplicação na indústria farmacêutica.
Contudo, os sistemas de microfluidos ainda utilizam componentes mecânicos sujeitos a falhas e imprecisões. Para contornar essas limitações, Umapathi e equipe [2] desenvolveram um sistema constituído por uma placa de circuito impresso, com uma matriz de pequenas placas, que podem ser carregadas e descarregadas a partir de uma programação. Gotas de líquido nessa placa vão se mover, afastando-se ou se combinando, à medida que as placas são carregadas ou descarregadas.
O software para controle de movimento das gotas foi desenvolvido para possibilitar ao usuário descrever os experimentos em termos gerais e, então, calcular automaticamente como mover as amostras para criar reações a partir das combinações.
Caso se mostre viável a tecnologia de gotas programáveis pode representar uma economia em dinheiro e esforço, podendo reduzir dramaticamente o custo e tempo para desenvolver uma droga de uso farmacêutico.
[1] Crédito da Imagem: MIT Media Lab /Jimmy Day [Creative Commons (CC BY-SA 4.0)]. https://www.media.mit.edu/dam/public/programmable-droplets/.
[2] U Umapathi. Programmable droplets. Using electric fields to manipulate droplets on a surface could enable high-volume, low-cost biology experiments. MIT News. http://news.mit.edu/2018/programmable-droplets-enable-high-volume-low-cost-biology-experiments-0119. Publicado em 19 de janeiro (2018).
Como citar este artigo: Marco Túlio Chella. Gotas programáveis como ferramenta para desenvolvimento de drogas. Saense. http://www.saense.com.br/2018/02/gotas-programaveis-como-ferramenta-para-desenvolvimento-de-drogas/. Publicado em 16 de fevereiro (2018).
