Facendo cancro con nanotubi in carbonio: Nuovo dispositivo per il sangue di test può individuare le cellule tumorali, HIV al volo

Aprile 29, 2016 Admin Salute 0 2
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Il dispositivo microfluidica, descritto nel 17 marzo edizione online della rivista Piccolo, è delle dimensioni di una monetina, e potrebbe anche rilevare i virus come l'HIV. Potrebbe infine essere sviluppato in test a basso costo per i medici da utilizzare nei paesi in via di sviluppo in cui le apparecchiature diagnostiche costose è difficile da trovare, dice Mehmet Toner, professore di ingegneria biomedica presso la Harvard Medical School e membro della divisione Harvard-MIT della Salute Scienze e Tecnologia.

Toner costruito una versione precedente del dispositivo quattro anni fa. In tale versione originale, sangue prelevato da un paziente scorre decine di migliaia di passate posti silicio minuscoli rivestite con anticorpi che si attaccano alle cellule tumorali. Eventuali cellule tumorali che toccano i posti rimangono intrappolati. Tuttavia, alcune cellule potrebbero mai incontrare i posti a tutti.




Toner pensato se i posti fossero porose invece di solido, cellule potrebbero scorrere a destra attraverso di loro, il che rende più probabile che avrebbero bastone. A tal fine, ha arruolato l'aiuto di Brian Wardle, professore associato del MIT di aeronautica e astronautica, e un esperto nella progettazione di materiali compositi avanzati nano-ingegnerizzato per rendere parti di aeromobili più forti.

Da quella collaborazione è venuto il nuovo dispositivo microfluidica, costellata di nanotubi di carbonio, che raccoglie le cellule tumorali otto volte migliore rispetto alla versione originale.

Catturato dai nanotubi

Cellule tumorali circolanti (cellule tumorali che hanno rotto libera dal tumore originale) sono normalmente molto difficili da individuare, perché ci sono così pochi di loro - di solito solo più celle per campione 1-millilitro di sangue, che può contenere decine di miliardi di cellule del sangue normali. Tuttavia, rilevando queste cellule separatiste è un modo importante per determinare se un tumore ha metastatizzato.

"Di tutte le morti per cancro, il 90 per cento non sono il risultato di cancro nel sito primario. Sono da tumori che si diffondono dal sito originale," afferma Wardle.

Durante la progettazione di materiali avanzati, Wardle spesso utilizza nanotubi di carbonio - piccoli cilindri, cavi le cui pareti sono reticoli di atomi di carbonio. Assemblee dei tubi sono altamente porosa: Una foresta di nanotubi di carbonio, che contiene da 10 a 100 miliardi di nanotubi di carbonio per centimetro quadrato, è meno dell'1 per cento di carbonio e del 99 per cento dell'aria. Questo lascia molto spazio per il fluido di fluire attraverso.

Il team di MIT/Harvard posto varie geometrie di nanotubi di carbonio delle foreste nel dispositivo microfluidica. Come nel dispositivo originale, la superficie di ogni tubo può essere decorato con anticorpi specifici per le cellule tumorali. Tuttavia, poiché il fluido può passare attraverso le geometrie foresta e intorno a loro, vi è molto maggiore opportunità per le cellule o particelle bersaglio di rimanere intrappolati.

I ricercatori possono personalizzare il dispositivo collegando anticorpi diversi per superfici dei nanotubi. Cambiare la spaziatura tra le caratteristiche geometriche nanotubi permette loro di acquisire oggetti di varie dimensioni - dalle cellule tumorali, circa un micron di diametro, fino ai virus, che sono solo 40 nm.

I ricercatori stanno ora iniziando a lavorare sulla personalizzazione del dispositivo per la diagnosi di HIV. Dispositivo originale carcinoma a cellule-rilevamento del toner è ora in fase di sperimentazione in diversi ospedali e potrebbe essere disponibile in commercio nei prossimi anni.

Rashid Bashir, direttore del Laboratorio di micro e nanotecnologie presso la University of Illinois a Urbana-Champaign, dice che la capacità di filtrare specifici particelle, cellule o virus da un campione di sangue in modo che possano essere analizzati è un passo fondamentale verso la creazione di dispositivi diagnostici portatili .

"Tutto ciò che si può fare per migliorare l'efficienza di cattura, o qualsiasi cosa romanzo si può fare per ottenere le particelle di interagire con una superficie più efficace, vi aiuterà con la preparazione del campione", dice Bashir, che non faceva parte del gruppo di ricerca.

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