Onderzoekers van de KU Leuven hebben een 3D-printtechniek ontwikkeld die de mogelijkheden van zogenaamde "lateral flowtesten" uitbreidt, zo heeft de universiteit bekendgemaakt. De klassieke zwangerschapstest en de COVID-19-zelftest zijn voorbeelden van dergelijke testen. Met de nieuwe printtechniek kunnen geavanceerde diagnostische testen worden geproduceerd, die snel, goedkoop en eenvoudig in te zetten zijn, klinkt het.

Het principe van lateral flowtesten is eenvoudig: aan de hand van een vloeibaar staal worden bepaalde stoffen gedetecteerd en weet de test of iemand bijvoorbeeld besmet is met het coronavirus. Het voordeel is dat ze goedkoop zijn en geen bijkomende apparatuur vereisen. De testen zijn handig wanneer enkel een ja-nee-antwoord vereist is als resultaat, maar niet voor testen waarvoor meerdere stappen nodig zijn. Daarom gingen bio-ingenieurs van de KU Leuven op zoek naar een nieuw type lateral flowtesten met meer mogelijkheden.

Met behulp van een 3D-printer fabriceerden de onderzoekers een 3D-versie van zo'n test. De basis hiervoor is een blokje poreus polymeer waarin op precieze locaties "inkten" met specifieke eigenschappen worden geprint. Op die manier wordt een netwerk van kanalen en kleine sluizen geprint, die de stroom tegenhouden of doorlaten waar en wanneer nodig, zonder dat daar bewegende onderdelen voor nodig zijn. Tijdens de test wordt het staal automatisch langs de verschillende teststappen geleid.

De onderzoekers hebben hun techniek uitgetest aan de hand van een ELISA-test voor het opsporen van immunoglobuline E (IgE). Ig E wordt gemeten om allergieën vast te stellen. In het labo vergt deze test verschillende stappen, met verschillende spoelingen en een verandering van zuurtegraad. Het onderzoeksteam slaagde erin de volledige analyse uit te voeren op een geprinte testkit ter grootte van een dikke bankkaart.

"Het straffe aan 3D-printen is dat je snel op een digitale manier het design kan aanpassen aan een andere analyse, bijvoorbeeld om een biomarker voor kanker op te sporen", legt onderzoeker Cesar Parra uit. "Voor de 3D-printer maakt het niet uit hoe complex je het netwerk van kanaaltjes maakt."

De 3D-printtechniek is bovendien betaalbaar en schaalbaar. "In ons labo is de productiekost van het prototype van de IgE-test ongeveer 1,50 euro, maar als we kunnen opschalen, dan zou dit minder dan 1 euro zijn." Zo biedt de techniek niet alleen mogelijkheden voor goedkopere en snellere diagnose in ontwikkelde landen, maar ook in landen waar de medische infrastructuur schaarser is en er nood is aan betaalbare diagnostische testen.

De onderzoeksgroep ontwerpt nu een eigen 3D-printer. Die zal flexibeler zijn dan het commerciële model dat werd aangepast voor het huidige onderzoek.