Sistemas microfluídicos integrados para diagnóstico de infecção articular periprotética

O diagnóstico de infecção articular periprotética (IAP) continua sendo um grande desafio clínico. O diagnóstico de IAP é baseado em uma composição de julgamento clínico, teste sorológico de sangue periférico, citologia do líquido sinovial e biomarcadores, radiografia, microbiologia, avaliação histopatológica do tecido periprotético e achados intraoperatórios. A importância do diagnóstico de IAP dá as opções de tratamento subsequentes, como a remoção da prótese, desbridamento e retenção da prótese e o tempo de reimplante.

Atualmente, o Second International Consensus Meeting (ICM) divulgou seus critérios para o diagnóstico de IAP. O diagnóstico pré-operatório inclui testes sorológicos (proteína C reativa, dímero D e velocidade de hemossedimentação) e biomarcadores do líquido sinovial (leucócitos e diferencial, leucócitos esterase e ⍺-defensina). O diagnóstico intraoperatório inclui uma única cultura positiva, histologia positiva e purulência intraoperatória positiva. No entanto, alguns dos marcadores usados ​​nos critérios do ICM de 2018, como ⍺-defensina, esterase leucocitária e proteína C reativa do líquido sinovial, não estão disponíveis em todos os hospitais e não podem estar imediatamente disponíveis para os médicos na tomada de decisões.

As tecnologias microfluídicas tiveram um impacto notável na evolução das ferramentas de diagnóstico, fornecendo uma plataforma rápida e econômica para a aplicação de técnicas de imunoensaio. O sistema microfluídico integra as complexas etapas de processamento dos protocolos de laboratório em um único chip por meio da integração lógica e otimização dos processos. O Chang Gung Memorial Hospital e a National Tsing Hua University realizaram pesquisas preliminares para confirmar a viabilidade de seus sistemas microfluídicos.

Portanto, o projeto desenvolverá um "chip de detecção de biomarcadores microfluídicos" para detectar as concentrações de três importantes biomarcadores para IAP, incluindo ⍺-defensina, esterase leucocitária e proteína C-reativa em fluidos sinoviais. Este será um projeto de três anos. No 1º ano, 50 pacientes que serão submetidos à revisão unilateral de artroplastia total da articulação (RTJA) serão coletados com o líquido sinovial e testados em uma plataforma de laboratório. No 2º ano, com base em resultados de laboratório, 50 pacientes submetidos a RTJAs serão recrutados para desenvolver um sistema de chip microfluídico, e seu desempenho no chip será ajustado e otimizado. No 3º ano, serão coletados 50 pacientes submetidos a RTJA, e será realizada a verificação do sistema microfluídico. Este sistema será validado em coortes de IAPs na primeira etapa de desbridamento e retirada do implante, no período provisório, e na segunda etapa de reimplante. Espera-se que o chip de detecção de biomarcadores melhore o sofrimento médico e traga informações importantes para a tomada de decisões clínicas.