Сотовые системы все чаще используются для медицинских исследований и диагностики

1_5

 

Сотовые системы являются перспективным направлением в медицинских исследованиях и диагностики рака.

       Ученые разрабатывают систему, которая использует крошечные магнитные шарики, чтобы быстро обнаруживать редкие виды раковых клеток, циркулирующих в крови пациента, что могло бы помочь врачам как можно раньше диагностировать рак, а также широко осуществлять контроль над тем, насколько хорошо пациент поддается противораковой терапии.

Другие исследователи уже использовали магнитные шарики для решения подобных проблем, но новая система обладает “высокой пропускной способностью», имеет возможность быстро обрабатывать и анализировать большие объемы крови или другие жидкости «- сказал Cagri Саврань, адъюнкт-профессор машиностроения в Университете Пердью.

Он работает с онкологами в Школе Университета медицины Индианы с целью дальнейшего развития технологии, которая недавно была отмечена в журнале “Лаборатория на чипе”.

Новый подход сочетает в себе две технологии: иммуномагнитные разделения и микрофлюидики.  В иммуномагнитном разделении, магнитные шарики в диаметре около микрона «функционализированны», т. е. покрыты антителами, которые распознают и захватывают антигены на поверхности клеток-мишеней (раковые клетки).

Исследователи функционализировали бисер для распознавания клеток рака молочной железы и рака легких в лабораторных культурах.

«Мы смогли обнаружить раковые клетки с точностью до 90 процентов»,- сказал Саврань, работая с Purdue постдокторантом Чун-Ли Чанг и медицинские исследователи Шадия Джалал и Даниэла Е. Матей из МЕ школы Отдела Медицины.  «Мы ожидаем, что эта система создана для того, чтобы быть полезной для клинического применения в самых различных условиях, включая выявление редких раковых клеток.»

Предыдущие системы также были основаны на методе иммуномагнитного разделения для выделения раковых клеток, но затем клетки необходимо было передать в другую систему для идентификации, подсчета и изучения.

«Новое заключается в том, что мы создали систему, которая может выполнять все эти шаги на одной интегральной схеме (чипе)»- сказали Саврань, а также адъюнкт-профессор биомедицинской инженерии.  «Эта система и отделяет клетки, и размещает их на поверхности чипа, чтобы вы могли их сосчитать и изучить под микроскопом».

Еще одним нововведением является быстрая обработка жидкостей, сказал он. Другие «микрожидкостные” фишки не могут быстро обрабатывать большие объемы жидкостей, потому что они зависят от скорости ее движения, поток которой ограничен очень узкими каналами.

«Циркулирующие клетки рака трудно обнаружить, потому что очень немногие из них содержатся в крови», сказал Саврань.  «Это означает, что вы должны использовать столько магнитных шариков, сколько это практически возможно для быстрой обработки при относительно большой выборке, или вы не найдете этих клеток.»

Новый дизайн пропускает жидкости через специальные камеры, что позволяет ускорить поток; стандартный 7,5-мл жидкий образец может обрабатываться системой в течение нескольких минут.

Часть исследований Purdueи проходила в Центре Бирка Нанотехнологий в Discovery Park Пердью.

Шарики помещали в магнитное поле на кремниевую сетку с отверстиями 8 мкм в диаметре. Поскольку, клеток- мишеней было мало, не все шарики привлекались к процессу и многие проходили через отверстия кремниевой сетки.

При необходимости, эти клетки могут быстро быть удалены из системы для дальнейшего анализа просто путем выключения магнитного поля.

«Мало того, что клетки были легко получены для дальнейшего использования, чип может быть повторно использован для последующих экспериментов»-  говорит Savran.

Эта технология также может использоваться для выбраковки других типов клеток.

«Эта технология применима не только для рака»- сказал он.

Работа Purdueи была поддержана Центром исследования рака Пердью онкологического центра наук, Национальным научным фондом и Университетом Индианы Мелвин и Брен Саймон онкологического центра.

Выводы были подробно изложены в исследовании, опубликованном в прошлом году в Трудах Датчики IEEE. Эта работа также была отмечена 18 сентября в журнале “Лаборатории на чипе”.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *