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Acceso Abierto

A new in vitro pre-clinical method for testing SARS-CoV-2 nasopharyngeal swabs

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dc.creatorOrjuela-Garzón, Ian Camilo
dc.creatorFernández-Calderón, Inés María
dc.creatorAyala, María de los Ángeles
dc.creatorRodríguez Soto, María Alejandra
dc.creatorPérez-Cualtán, Camilo Eduardo
dc.creatorCastro-Paez, Camila Irene
dc.creatorCruz, Juan C.
dc.creatorMuñoz-Camargo, Carolina
dc.creatorNavarro, Javier
dc.creatorCabrera, Rodrigo
dc.creatorBriceño, Juan C.
dc.date.accessioned2026-01-26T16:21:48Z
dc.date.available2026-01-26T16:21:48Z
dc.date.created2025-05-08
dc.date.issued2025-10-23
dc.descriptionLa pandemia por SARS-CoV-2 puso de manifiesto la importancia crítica del hisopado nasofaríngeo para la detección y el control de la transmisión viral, así como la necesidad de evaluar la eficiencia de los hisopos ante la escasez global de suministros médicos. Los métodos tradicionales de evaluación preclínica suelen simplificar en exceso la anatomía nasofaríngea y las propiedades del moco, lo que limita la representatividad de los resultados. En este estudio se presenta un modelo preclínico in vitro innovador que emplea una cavidad nasofaríngea impresa en 3D, reconstruida a partir de imágenes de tomografía computarizada, y recubierta con un hidrogel SISMA que simula las propiedades de la mucosa. El modelo utiliza resinas flexibles y rígidas para reproducir las características del tejido blando y óseo, respectivamente. Se comparó el desempeño de hisopos experimentales tipo Heicon, fabricados por moldeo por inyección, con hisopos convencionales de nylon flocado, evaluando la capacidad de recolección y liberación de muestra. Los resultados mostraron una mayor eficiencia de liberación del hidrogel SISMA por parte de los hisopos Heicon, mientras que ambos tipos de hisopos presentaron valores de umbral de ciclo más bajos en el modelo tubular, indicativos de una mayor recuperación de carga viral. Los análisis mediante RT-qPCR confirmaron estas diferencias y validaron el uso del hidrogel como equivalente de mucosa. En conjunto, los hallazgos respaldan el uso de este modelo nasofaríngeo como una herramienta más realista para optimizar el diseño de hisopos y mejorar la fiabilidad de los ensayos de detección viral.
dc.description.abstractThe SARS-CoV-2 pandemic underscored the critical role of nasopharyngeal swabbing in virus detection and containment. The urgency for mass production of swabs highlighted the necessity to evaluate their efficiency against the global shortage of medical supplies. Traditional pre-clinical swab testing methods often overlook the complexities of the nasopharyngeal anatomy and mucus properties. This study introduces an innovative in vitro pre-clinical model using a 3D-printed nasopharyngeal cavity lined with a mucus-mimicking SISMA hydrogel, to generate a novel assessment protocol for nasopharyngeal swab efficiency. Reconstructing nasopharyngeal anatomy from CT images, the model used flexible and rigid resins to simulate soft tissue and bone properties. Our evaluation compared the sample collection and release performance of experimental Heicon-type injection-molded swabs and conventional nylon flocked swabs. The Heicon swabs exhibited superior SISMA release efficiency, compared to the standard tubular model. Both swab types demonstrated lower cycle threshold (Ct) values in the tubular model, indicative of higher viral load retrievals. RT-qPCR results confirmed these differences and validated the hydrogel’s suitability as a mucosa equivalent. The findings support using our nasopharyngeal model, which better simulates clinical conditions, potentially improving swab design and the reliability of viral detection assays.
dc.format.extent12 pp
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.1038/s41598-025-21107-1
dc.identifier.urihttps://repository.urosario.edu.co/handle/10336/47315
dc.language.isoeng
dc.rightsAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International*
dc.rights.accesRightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
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dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/*
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dc.source.instnameinstname:Universidad del Rosariospa
dc.source.reponamereponame:Repositorio Institucional EdocURspa
dc.subjectSARS-CoV-2
dc.subjectHisopado nasofaríngeo
dc.subjectDiagnóstico viral
dc.subjectModelos in vitro
dc.subjectImpresión 3D
dc.subjectHidrogel SISMA
dc.subjectRT-qPCR
dc.subjectDiseño de dispositivos médicos
dc.subjectEvaluación preclínica
dc.subject.keywordPre-clinical model
dc.subject.keywordNasopharyngeal swabs
dc.subject.keywordIn vitro testing
dc.subject.keywordSARS-CoV-2
dc.subject.keywordYellow fever
dc.titleA new in vitro pre-clinical method for testing SARS-CoV-2 nasopharyngeal swabs
dc.typejournalArticle
dc.type.hasVersioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.spaArtículo
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