La maladie rénale chronique (CKD) affecte plus de 800 millions de personnes dans le monde et est souvent diagnostiquée trop tard pour une intervention efficace. La détection précoce dépend de la mesure précise des biomarqueurs tels que la créatinine et le rapport albumine / créatinine urinaire (UACR). Bien que les tests d'urine soient non invasifs et informatifs, les méthodes standard prennent du temps, coûteuses et nécessitent des installations spécialisées. Les appareils de point de service existants offrent une commodité mais restent prohibitivement coûteux ou techniquement complexes pour de nombreux utilisateurs. En tant que tel, il existe un besoin urgent d'une plate-forme robuste, abordable et facile à utiliser pour mesurer la créatinine urinaire avec une précision clinique. En raison de ces défis, de nouvelles approches sont nécessaires pour développer des outils de diagnostic accessibles pour le dépistage et la surveillance des CKD.
Des chercheurs de l'Université du Manitoba, en collaboration avec des partenaires cliniques et génies, ont développé un dispositif microfluidique passif à faible coût pour les tests de créatinine d'urine. Publié (doi: 10.1038 / s41378-025-00880-z) le 2 avril 2025, dans Microsystems et nanoengineeringL'étude détaille la conception, la fabrication et la validation du « UCR-chip ». Cet appareil utilise une réaction JAFE basée sur les couleurs et un système d'écoulement équilibré pour fournir des mesures stables rapides. En éliminant le besoin de pompes externes ou d'électricité, la puce UCR ouvre la voie à des tests de fonction rénale abordables et décentralisés.
La puce UCR intègre deux innovations clés: un système d'écoulement de compensation passive de pression en 2 phases (2-PPC) et un réseau de canaux microfluidiques conçu pour un rapport de mélange 1: 5 précis entre l'urine et le réactif. Cette configuration assure des réactions chimiques cohérentes et une stabilisation rapide du signal colorimétrique. En utilisant la réaction de Jaffe, qui produit un complexe orange lorsque la créatinine interagit avec l'acide picrique dans des conditions alcalines, la puce permet des lectures optiques quantifiables via une plate-forme de microscope USB. La stabilisation du signal est obtenue en 7 minutes et la puce maintient la stabilité de détection pendant plus de 30 minutes – une amélioration significative par rapport aux tests conventionnels. La validation technique a démontré une plage de détection linéaire dynamique jusqu'à 40 mm et une faible limite de détection de 0,521 mm, couvrant la plage clinique complète. Par rapport aux systèmes commerciaux de point de service, la puce UCR a montré une précision comparable ou meilleure et moins d'interférence des matrices d'urine artificielles. De plus, la fenêtre d'observation lenticulaire optimisée avec un divertisseur d'écoulement améliore l'uniformité du signal et raccourcit le temps de remplissage. Fabriqué à l'aide de la lithographie du film sèche pour une haute précision, l'appareil est à la fois évolutif et reproductible. Ensemble, ces fonctionnalités font de l'UCR-chip une plate-forme attrayante pour les diagnostics portables.
Notre objectif était de créer un outil de diagnostic aussi facile à utiliser qu'une bande de test de glucose, mais avec la précision d'un test de créatinine basé sur le laboratoire. L'UCR-chip répond à ce besoin en combinant une précision microfluidique avec une conception conviviale. Il a le potentiel de transformer la façon dont nous détectons et gérons les maladies rénales, en particulier dans des contextes sous-ressources. «
Dr Francis Lin, auteur co-ennior
Le Dr Lin a souligné l'abordabilité et l'évolutivité de l'appareil comme des avantages clés pour un déploiement généralisé de la santé publique.
Au-delà du dépistage des CKD, l'UCR-Chip propose une plate-forme plus large pour une surveillance de la santé en temps réel dans divers scénarios, de la médecine sportive aux soins maternels et aux tests de médicaments. Les chercheurs envisagent d'intégrer cette puce avec un dispositif microfluidique d'albumine d'urine similaire pour une mesure UACR simultanée, un marqueur crucial pour les dommages rénaux. La conception se prête également à de futures mises à niveau en utilisant des tests enzymatiques ou une détection basée sur la fluorescence pour une spécificité améliorée. Avec son format compact, à faible coût et sans électricité, la puce UCR représente une étape majeure vers des diagnostics de point de service équitables adaptés aux environnements cliniques et domestiques.
