Ученые из Вашингтонского университета занимаются созданием недорогого устройства для биопсии тканей, которое смогло бы помочь с диагностикой рака поджелудочной железы на более ранних стадиях, чем доступные современной медицине способы. Биопсия — диагностический метод, один из видов которого подразумевает забор образцов ткани из патологического очага. Данное исследование является обязательным при постановке точного диагноза, если у врача есть весомые подозрения на наличие у пациента онкологического заболевания. И если определить рак легких, печени и других органов возможно даже на ранней стадии его развития, то диагностировать онкологию поджелудочной железы является сверхсложной задачей. В настоящее время существующие простые методы для раннего определения заболевания, к которым относятся анализ крови и эндоскопическое ультразвуковое исследование, обладают слишком низким параметром эффективности. Пациенты зачастую узнают о своей болезни лишь тогда, когда она уже переходит в заключительную стадию, а онкобольной уже не имеет реальных шансов на выздоровление.

Прототип представленного микрофлюидного аппарата компактных размеров с изогнутыми и прямыми каналами предназначен для выполнения базовых операций с иссечёнными для биопсии тканями, опираясь на флюидные свойства при их перемещении по специальным трубкам устройства. Команда разработчиков продемонстрировала свои первые успехи в работе на данном направлении на конференции SPIE Photonics West в этом месяце и уже успела подать заявку на патентование технологических решений, которые планируется применить в первом серийном поколении подобных аппаратов.

Новое «автоматизированное» устройство должно заменить собой трудоёмкий и длительный ручной процесс диагностирования раковой опухоли поджелудочной. Сегодня одна из классических методик биопсии предусматривает забор фрагментов тканей, а затем отправку их в специальную лабораторию, где они проходят сложную процедуру обработки. Она подразумевает множество этапов, среди которых: вырезка тканей необходимыми слоями, их окрашивание и т.д., а также дальнейшее изучение оптическим путём на наличие патологий, сравнимое с просмотром двухмерных слайдов. 

«Благодаря технологии, предложенной учёными из Вашингтонского университета, анализ взятых тканей будет осуществляться в 3D-формате, если это так можно назвать, который даст более полное представление о клеточном составе опухоли. Как только вы режете и подвергаете расслаиванию первоначальную ткань, вы частично теряете информацию о ней, которая может быть очень важна. Если же выполнить процедуру биопсии, используя максимально близкий к своему первичному состоянию в живом организме, не подвергшийся длительной обработке образец, то полученные результаты исследования покажут вам полную историю роста аномальных клеток», — рассказал один из исследователей в области биоинженерии университета Ронни Дас (Ronnie Das).

На представленном видео фрагмент ткани сначала попадает в микрофлюидное устройство через иглу, при помощи которой происходил забор образцов исследуемого материала хирургическим путём. Затем ткань приводится в движение по специальным каналам, где имитируется процесс её окрашивания и очищения, в точности повторяя шаги достаточно длительной лабораторной процедуры. Далее ткань перемещается вдоль канала и из устройства. Комплекс подготовительных манипуляций с образцами цельной ткани, не подвергая её дополнительному изрезанию, делает принцип работы устройства беспрецедентным.

Научно-исследовательская группа готовит к реализации устройство, которое получит размеры обычной кредитной карточки. По сути оно имитирует в миниатюрном масштабе все те манипуляции, которые требует процедура биопсии в лабораторных условиях. А происходит это благодаря микрофлюидной системе, что позволяет врачам избавиться от одного из промежуточных этапов биопсии — обработки ткани после её забора хирургическим методом. Вместо этого исследуемая ткань может быть незамедлительно задействована для выполнения своих функций изобретённым устройством. Исследователи отметили, что аппарат способен сократить время предварительного этапа, необходимого для точного диагностирования рака поджелудочные железы, до считанных минут.

Источник: 3DNews