Sistemas microfluídicos integrados para el diagnóstico de infecciones articulares periprotésicas

El diagnóstico de la infección articular periprotésica (IAP) sigue siendo un desafío clínico importante. El diagnóstico de PJI se basa en una composición de juicio clínico, prueba serológica de sangre periférica, citología del líquido sinovial y biomarcadores, radiografía, microbiología, evaluación histopatológica del tejido periprotésico y hallazgos intraoperatorios. La importancia del diagnóstico de la IAP da las opciones de tratamiento posteriores, como la retirada de la prótesis, el desbridamiento y la retención de la prótesis y el momento del reimplante.

Actualmente, la Segunda Reunión Internacional de Consenso (ICM) ha anunciado sus criterios para el diagnóstico de IAP. El diagnóstico preoperatorio incluye pruebas serológicas (proteína C reactiva, dímero D y velocidad de sedimentación globular) y biomarcadores de líquido sinovial (glóbulos blancos y diferencial, esterasa leucocitaria y ⍺-defensina). El diagnóstico intraoperatorio incluye un único cultivo positivo, histología positiva y purulencia intraoperatoria positiva. Sin embargo, algunos de los marcadores utilizados en los criterios de la ICM de 2018, como la ⍺-defensina, la esterasa leucocitaria y la proteína C reactiva del líquido sinovial, no están disponibles en todos los hospitales y no pueden estar disponibles de inmediato para los médicos en la toma de decisiones.

Las tecnologías de microfluidos han tenido un impacto notable en la evolución de las herramientas de diagnóstico al proporcionar una plataforma rápida y rentable para la aplicación de técnicas de inmunoensayo. El sistema de microfluidos integra los complejos pasos de procesamiento de los protocolos de laboratorio en un solo chip a través de la integración lógica y la optimización de los procesos. El Hospital Memorial Chang Gung y la Universidad Nacional Tsing Hua han realizado una investigación preliminar para confirmar la viabilidad de sus sistemas de microfluidos.

Por lo tanto, el proyecto desarrollará un "chip de detección de biomarcadores microfluídicos" para detectar las concentraciones de tres biomarcadores importantes para la IAP, incluida la ⍺-defensina, la esterasa leucocitaria y la proteína C reactiva en los líquidos sinoviales. Este será un proyecto de tres años. En el primer año, 50 pacientes que serán programados para someterse a una artroplastia articular total de revisión unilateral (RTJA) se recolectarán con el líquido sinovial y se analizarán en una plataforma de laboratorio. En el segundo año, según los resultados de laboratorio, se reclutarán 50 pacientes que se someterán a RTJA para desarrollar un sistema de chip de microfluidos, y se ajustará y optimizará su rendimiento en el chip. En el 3er año se recolectarán 50 pacientes sometidos a RTJA y se realizará la verificación del sistema microfluídico. Este sistema será validado en cohortes de PJIs en la primera etapa de desbridamiento y retiro del implante, en el período intermedio, y en la segunda etapa de reimplantación. Se espera que el chip de detección de biomarcadores mejore la angustia médica y brinde información importante para la toma de decisiones clínicas.