Format carte de crédit dispositif pourrait analyser biopsie, aider à diagnostiquer un cancer du pancréas en quelques minutes

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Le cancer du pancréas est une maladie particulièrement dévastatrice. Au moins 94 pour cent des patients meurent dans les cinq ans, et en 2013 il a été classé comme l'un des 10 premiers cancers les plus mortels.

Format carte de crédit dispositif pourrait analyser biopsie, aider à diagnostiquer un cancer du pancréas en quelques minutes

Ce prototype d'un dispositif microfluidique a deux canaux courbes et droites pour le transport de biopsies de tissus. Le matériau de silicium est léger, souple et transparent.

Crédit: Université de Washington

Projections de routine pour les cancers du sein, du côlon et du poumon ont amélioré le traitement et les résultats pour les patients atteints de ces maladies, en grande partie parce que le cancer peut être détecté tôt. Mais parce que peu est connu sur la façon dont se comporte le cancer du pancréas, les patients reçoivent souvent un diagnostic quand il est déjà trop tard.

Université de scientifiques et d'ingénieurs Washington développent un dispositif à faible coût qui pourrait aider les pathologistes de diagnostiquer le cancer du pancréas plus tôt et plus rapidement. Le prototype peut exécuter les étapes de base pour le traitement d'une biopsie, en se appuyant sur le transport des fluides à la place des mains humaines pour traiter le tissu. L'équipe a présenté ses premiers résultats de ce mois (février 2014) à la conférence SPIE Photonics West et a récemment déposé un brevet pour cet appareil de première génération et futurs progrès technologiques.

"On prévoit que ce nouveau processus pour aider le pathologiste faire un diagnostic plus rapide et être capable de déterminer plus précisément la façon dont invasive du cancer est devenu, conduisant à une amélioration du pronostic", a déclaré Eric Seibel, professeur de recherche UW de génie mécanique et directeur du Laboratoire photonique humain département.

La nouvelle instrumentation serait essentiellement d'automatiser et de rationaliser le processus de temps manuelle un laboratoire de pathologie passe par pour diagnostiquer le cancer. Actuellement, un pathologiste prend un échantillon de tissu de biopsie, puis l'envoie au laboratoire où il est coupé en tranches fines, colorées et mis sur diapositives, ensuite analysé optiquement en 2-D pour les anomalies.

La technologie de l'UW serait traiter et analyser des biopsies de tissus entiers pour l'imagerie 3-D, qui offre une image plus complète de la composition cellulaire d'une tumeur, a déclaré Ronnie Das, chercheur postdoctoral UW en bioingénierie qui est l'auteur principal d'un document connexe.

«Dès que vous coupez un morceau de tissu, vous perdez informations à ce sujet. Si vous pouvez garder la biopsie de tissu d'origine intacte, vous pouvez voir toute l'histoire de la croissance cellulaire anormale. Vous pouvez aussi voir les connexions, la morphologie des cellules et la structure comme il regarde dans le corps ", dit Das.

L'équipe de recherche est de construire un, au format carte de crédit, dispositif souple épaisse en silicium qui permet à un morceau de tissu de passer à travers les canaux minuscules et subissent une série d'étapes qui reproduisent ce qui se passe à une échelle beaucoup plus grande dans un laboratoire de pathologie. Le dispositif exploite les propriétés de la microfluidique, qui permet au tissu de se déplacer et d'arrêter avec facilité à travers de petits canaux sans avoir besoin d'appliquer beaucoup de force extérieure. Il permet aussi aux cliniciens d'avoir à gérer le tissu; à la place, une biopsie de tissu prélevé avec une aiguille de seringue peut être déposé directement dans le dispositif pour commencer le traitement.

Les chercheurs disent que ce est la première fois que des matériaux plus grand qu'un organisme unicellulaire se est déplacé avec succès dans un dispositif microfluidique. Cela pourrait avoir des répercussions à travers les sciences dans l'automatisation des analyses qui sont faites par l'homme.

Das et Chris Burfeind, un étudiant de premier cycle en génie mécanique UW, le dispositif conçus pour être simple à fabriquer et à utiliser. Ils ont d'abord construit un moule en utilisant une boîte de Pétri et les tubes en téflon, puis versé, un matériau de silicium visqueuse dans le moule. Le résultat est un petit instrument transparent avec chaînes sans soudure qui sont à la fois courbes et rectilignes.

Les chercheurs ont utilisé l'instrument pour traiter un tissu biopsie une étape à la fois, en suivant les mêmes étapes que le ferait un laboratoire de pathologie. Ensuite, ils espèrent combiner toutes les étapes dans un dispositif plus robuste - y compris l'imagerie 3-D - puis construire et optimiser pour une utilisation dans un laboratoire. Itérations futures de l'appareil pourraient comprendre des couches de canaux qui permettraient plus d'analyses sur un morceau de tissu sans ajouter plus de volume à l'appareil.

Les chercheurs disent que l'UW technologie pourrait être utilisée à l'étranger comme un kit over-the-counter qui traiterait biopsies, puis envoyer ces informations aux pathologistes qui pourraient rechercher des signes de cancer à partir d'emplacements distants. En outre, il pourrait réduire le temps qu'il faut pour diagnostiquer le cancer à une question de minutes, Das dit.