Studenten ontwerpen een 3D geprint diagnose-apparaat tegen malaria

Elk jaar gaat de James Dyson Award op zoek naar nieuwe oplossingen. De internationale designprijs is bedoeld om de volgende generatie ontwerpers aan te moedigen. Het is dé kans om zelf een uitvinder te worden. De opdracht: ontwerp iets dat een probleem oplost, groot of klein, en waarbij je meer doet met minder.

Excelscope

De studenten uit Delft hebben dit jaar wel iets heel bijzonders ontwikkeld: een semi-geautomatiseerd en slim malaria-diagnoseapparaat waardoor de zowel de kwaliteit als de kwantiteit van de diagnoses per dag toeneemt. Met de ontwikkeling van de Excelscope verwachten studenten uit Delft een oplossing gevonden te hebben om accurate malaria diagnose beschikbaar te maken in ontwikkelingslanden.

Een muggenbeet is in Nederland (op de jeuk na) onschuldig. Maar wereldwijd veroorzaakt de mug van alle dieren veruit de meesten doden, waarvan veel aan malaria. Malaria is een levensbedreigende ziekte die vooral voorkomt in tropische en subtropische landen. Jaarlijks worden er meer dan 212 miljoen gevallen van malaria gemeld. Vooral in ontwikkelingslanden ligt de mortaliteit hoog, door het gebrek aan goed opgeleid personeel en diagnosemateriaal. Doordat diagnoses niet beschikbaar zijn voor landelijke gebieden in ontwikkelingslanden slikken veel mensen het malaria medicijn zonder dat het voorgeschreven wordt door een dokter. Dit versneld echter de resistentie van malaria, waardoor landen als Uganda nu nog meer moeite hebben om malaria patiënten te genezen.

3D geprint systeem

De Excelscope hergebruikt een smartphone als een voordelige en duurzame oplossing voor het diagnosticeren van Malaria. Het apparaat bestaat onder andere uit een smartphonelens om malariaparasieten in bloedmonsters op te sporen en een 3D geprint systeem om de microscopische handelingen uit te voeren. De achterkant van de telefoon is aangepast om het bloedmonster in te plaatsen. Door een algoritme wordt het bloedmonster automatisch geanalyseerd. Hierdoor wordt worden de werklast en diagnosekosten in ontwikkelingslanden verlaagd, terwijl de nauwkeurigheid wordt verhoogd. Ook is het ontwerp niet afhankelijk van een elektriciteitsnet en mobiele diensten. In plaats daarvan bevat het een oplaadbare back-upbatterij en een SD-kaartsleuf voor fysieke gegevensverzameling en overdracht.

In de huidige standaardmethoden wordt veel gebruik gemaakt van handmatige microscopie. Deze zijn echter tijdrovend, duur en vereist speciale expertise en training. Er zijn ook snelle diagnostische tests beschikbaar maar deze zijn in de praktijk erg onbetrouwbaar gebleken.

Het team ontwikkelde daarom een betaalbare microscoop door een goedkope smartphone te 'hacken' met een speciale lens zodat deze als betaalbare microscoop te gebruiken is. De studenten automatiseerden de analyse van een bloedmonster met een 3D geprinte Excelscope. Hiermee is er een oplossing ontwikkeld die toegankelijker, nauwkeuriger en betrouwbaarder is, waardoor de werkdruk voor medische professionals wordt verminderd.