תאי גידול במחזור (CTCs) מתייחסים לתאי סרטן שנפרדו מהגידול הראשוני. תאי גידול אלה יכולים לנסוע בדם במערכת הדם ולהגיש את עצמם באיברים אחרים כדי לגרום לגידולים משניים. לפיכך, איתור ואפיון לאחר מכן של CTCs מדם יכולים לעזור באבחון הקליני וטיפול בסרטן השונים. עם זאת, הוכח כי הלכידה היעילה של CTCs מדם הייתה קשה.
התקדמות בטכנולוגיות מיקרו/ננו-ייצור, יחד עם חומרים חדשים מבוססי פולימר, הולידו מערכות מיקרו-פלואידיות שיכולות לאתר CTCs. מהדיווחים האחרונים עולה כי על ידי ניצול נוגדנים כמולקולות לכידת, ניתן לכוד CTCs במערכות המיקרו -פלואידיות. אך שוב, שילוב נוגדנים באזורים ספציפיים במכשירים בגודל מיקרו דורש תגובות כימיות מורכבות ובסופו של דבר מגדיל את העלויות של ייצור מיקרו-רגישים לחישת CTC בקנה מידה גדול.
כדי לאפשר לכידה יעילה של CTCs מדם באמצעות פלטפורמת חישה חסכונית, צוות מדענים בהנהגת פרופסור מסומי יאמדה מבית הספר להנדסה לתואר שני, אוניברסיטת צ'יבה, יפן, פיתח מכשירים מיקרו-פלואידים חדשים המשלבים מיקרוקונים, הדומים לגודל לתאים ביולוגיים. הצוות כלל את מר יוחיי סאיטו מבית הספר לתארים מתקדמים למדע והנדסה, אוניברסיטת צ'יבה, וד"ר שוחיי אויאמה ממרכז החדשנות דנקה, דנקה ושות 'בע"מ, יפן. ממצאי המחקר שלהם פורסמו באופן מקוון בכתב העת מעבדה על שבב ב- 28 במאי 2025.
בתחילה, החוקרים השתמשו בגיליונות פוליקרבונט (PC) עם מערכי המיקרוקון עם חספוס בגודל ננומטר על ידי שימוש בטכנולוגיית ייצור מבוססת חום ננו-סיפור תרמית (T-NIL). באופן ספציפי, T-Nil איפשר הכנת מיקרוקונים שהיו בסביבות 30 מיקרומטר בממדים וארזו בתבנית משושה. בשל אינטראקציות מבוססות כימיה ומורפולוגיה של פני השטח שלהם, גיליון המחשב המיקרו/ננו-מנגנון יכול בקלות להיקשר ולספוג נוגדנים.
כדי לפתח מכשיר מיקרו פונקציונלי, המדענים ציפו את יריעות ה- PC המפוברקות עם נוגדני מולקולת תאי אפיתל אנטי-אנושיים, שעלולים לתפוס תאים סרטניים. גיליונות המחשב היו מכווצים אז בין צלחת שטוחה לשקופית זכוכית ליצירת תעלות מיקרו -פלואידיות. "כדי לחקור את ההשפעה של סידור המיקרוקון על התנהגויות הלכידה של תאי הסרטן, אנו שלט על זוויות אוריינטציה של מערך המיקרוקון ב ערוצי microgap, " אומר פרופ 'ימדה, ומספק פרטים עדינים יותר על המחקר.
במהלך ניתוח ניסיוני, המכשיר המיקרו-פלואידי הדגים לכידה סלקטיבית ביותר של תאי סרטן שד אנושי (MCF-7) ותאי סרטן ריאות אנושיים (A549) מדגימות הדם. ראוי לציין כי במכשירים שבהם זוויות האוריינטציה של המיקרוקונים היו 15 ° או 30 °, יעילות הלכידה של תאי MCF-7 נותרה יותר מ- 90% אפילו בקצב זרימה גבוה. ממצא זה הראה כי סידור המיקרוקון היה המפתח ליישומי החישה של המכשיר המיקרו -פלואידי.
לבסוף, כדי להדגיש את יכולת האבחון הקלינית של המכשיר, החוקרים ביצעו מחקר שזכה לחיסון שימוש צבעים פלורסנטיים לאיתור חלבונים ספציפיים. למרות השימוש בריגנטים מרובים כדי לתייג תאים פלואורסצנטיים, הם גילו שתאי הסרטן נותרו לכודים בתוך ערוצי המיקרו ולא נמלטו. יתר על כן, במהלך התבוננות תחת אור פלואורסצנטי, ניתן היה להבחין בקלות בתאי הסרטן שנלכדו מהתאים הרגילים.
פרופ 'ימדה מסכם בתיאור היישומים הפוטנציאליים של מערכת האבחון הרומנטית המכילה מיקרוקון, "ישנן טכנולוגיות רבות לגילוי סרטן, אבל זה היה אתגר רב שנים לאתר סרטן תאים עם רגישות גבוהה בשיטות פולשניות מינימליות. אנו מקווים כי באמצעות המערכת המיקרו -פלואידית החדשה שלנו, ניתן להשתמש אפילו בבדיקות דם פשוטות כדי לסייע באבחון המוקדם של סרטן. זה עשוי להיות שימושי גם לאימות היעילות של טיפול בסרטן ולמעקב אחר הישנות לאחר הטיפול. "
ביחד, מחקר זה מגלה כלי אבחון פשוט, חסכוני ורגיש מאוד לגילוי תאי סרטן במחזור הדם. נקווה כי מכשיר חדש זה ישמש במסגרות מעשיות מוקדם יותר לאבחון יעיל של סרטן.
