Lydbølger adskiller tumor og blodlegemer


Lydbølger adskiller tumor og blodlegemer

Et værktøj, der kan teste en kræftpasients blod for sjældne tumorceller, er yderst nyttig til at kontrollere, om en tumor skal sprede sig. Nu har forskere fundet en måde at gøre ved hjælp af "vippede" lydbølger i en enhed, der ikke er større end en lille mønt, og giver en effektiv måde at sortere celler på uden at skulle behandle dem med kemikalier eller deformere dem mekanisk.

Holdet omfatter medlemmer fra MIT (Cambridge, MA), Pennsylvania State University (University Park, PA) og Carnegie Mellon University (Pittsburgh, PA) og rapporterer sine resultater i Forsøg af National Academy of Sciences .

Lydbølger giver mulighed for at sortere celler uden at skulle udsættes for kemikalier eller skadelige kræfter. Som medansvarlig forfatter af den nye undersøgelse, forklarer Dr. Ming Dao, en hovedforsker ved MIT's afdeling for materialevidenskab og teknik, at:

"Akustisk tryk er meget mildt og meget mindre i forhold til kræfter og forstyrrelser i cellen. Dette er en mest blid måde at adskille celler på, og der er ingen kunstig mærkning nødvendig."

Tiltede lydbølger separerer celletyper mere effektivt

Deres er ikke det første forsøg på at adskille celler og små partikler ved hjælp af lydbølger. Hvis du tager en blanding af celler eller partikler og får dem til at strømme i en retning, kan du afbøje deres rejse meget lidt ved at udsætte dem for lydbølger. Mængden af ​​afbøjning afhænger af cellernes fysiske egenskaber som størrelse og kompressibilitet.

Lydbølger giver mulighed for at sortere celler uden at skulle udsættes for kemikalier eller skadelige kræfter.

Illustration: Christine Daniloff / MIT

Men tidligere bestræbelser på at gøre celleseparatorer arbejde med lydbølger har ikke været i stand til at gøre forskellen i afbøjning stort nok til at adskille cellerne effektivt.

Dr. Ming og kolleger løste problemet ved at bruge skråt lydbølger. Disse krydser cellernes bane i en vinkel i stedet for at gå lige over, hvilket sikrer, at hver celle støder på flere lavtryksnoder på sin rejse gennem mikrokanalen i stedet for blot en.

I deres undersøgelse testede holdet først deres enhed ved hjælp af plastperler og viste, at det kunne adskille perler med 9,9 mikron fra perler med en diameter på 7,3 mikron med en nøjagtighed på 97%. En mikron er en tusindedel af en millimeter.

De udviklede yderligere enheden ved at tilføje et computersimuleringsmodul, som kan forudsige en partikkels bane gennem mikrokanalen baseret på dens størrelse, kompressibilitet og densitet og lydbølgens vinkel. Denne funktion betyder, at enheden kan tilpasses for at sortere forskellige typer partikler eller celler.

71% af tumorcellerne blev genoprettet i en lab-blanding af brystkræft og hvide blodlegemer

Holdet testede også, hvor godt enheden var i stand til at adskille MCF-7 brystcancerceller (20 mikron diameter) fra hvide blodlegemer (12 mikron i diameter). Cellerne varierer også med kompressibilitet og densitet.

Resultaterne viste, at cellesorteringen genvandt omkring 71% af kræftcellerne.

Holdet planlægger nu at teste enheden med blodprøver fra kræftpatienter i kliniske omgivelser. Cirkulerende tumorceller er meget sjældne. En milliliter af en typisk cancerpatients blod kan kun indeholde nogle få tumorceller.

Forskerne har indgivet et patent på deres enhed. De ser det hjælpe klinikere med at afgøre, om en patients tumor er ved at sprede sig til andre steder i kroppen. Når tumorer klarer sig for at gøre dette, begynder de at sende celler, som rejser gennem blodbanen.

National Institutes of Health og National Science Foundation hjalp med at finansiere undersøgelsen.

Du kan se enheden i aktion ved at afspille videoen nedenfor.

I mellemtiden, Medical-Diag.com For nylig lært, hvordan ingeniører ved Princeton University, NJ, arbejder på en måde at bruge laser teknologi til at måle blodglukose ikke-invasivt. De håber en dag, at deres innovative diagnostiske metode vil hjælpe diabetikere med at fjerne pinpricks til at teste blodsukker.

Innowell e-learning: Cellen, transportmekanismer og proteinsyntese (Video Medicinsk Og Professionel 2023).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Medicinsk praksis