2013年5月6日

微观星状夹具进行活检

微小的星形微夹钳 内窥镜导管开口附近的微型夹具。约翰·霍普金斯大学Gracias实验室的Evin Gultepe

研究人员设计并测试了星形微型工具,这些微型工具会响应人体热量而关闭,以抓取组织样本。不需要电线或电源的微型夹具可以潜在地用于在许多难以到达的地方取回组织样本。

通常在称为活检的程序中取出组织样本,以帮助诊断诸如癌症的医学状况。通常使用连接到注射器的针头或通过进行小切口以外科方式进入该区域来收集组织。对于大的器官,例如结肠,可能很难收集足够的样本以覆盖整个区域。例如,在接受结肠癌筛查的溃疡性结肠炎患者中,标准是收集约30个样品。不幸的是,这一数目占结肠内膜的1%以下,可能会错过癌前或癌前病变。

Drs。领导的团队。约翰·霍普金斯大学的David H. Gracias和Florin M. Selaru着手开发一种更好的工具来收集组织样本。他们的研究部分获得了NIH总监的“新发明家奖”和NIH国家糖尿病与消化与肾脏疾病研究所(NIDDK)的资助。他们最新的发现在2013年4月的 消化内科.

研究人员通过应用一些用于制造计算机芯片的方法,制造出大小约为300微米至1.5毫米的星形微型工具。这些工具比常规的活检钳小10至100倍-足够小,可以穿过导​​管尖端,但足够大,可以通过常规成像方法看到。

科学家使用刚性磁性镍作为机械臂,以使微型工具受到磁场的引导。金和铬的预应力双层形成铰链。另一层聚合物被设计成在低温下是刚性的,从而使星形工具保持平坦和开放。在体温下,该层变软,以允许恒星的点铰接在一起并抓住组织。

今年早些时候,研究人员报道了使用微型夹具从活猪的胆管中去除微小样本。在最新研究中,科学家使用该技术在猪结肠和食道的大部分区域进行了活检。

研究人员使用内窥镜注射了150-1,500枚微型夹具,并用相机对其进行了监控。响应于温暖的体温,抓爪在5到10分钟内关闭,从而捕获组织碎片。研究人员通过插入带有磁性尖端的导管来取回微型夹具。所得组织样品包含适合分析的完整细胞簇。

Selaru说:“基于一个很小的样本,您不能总是得出准确的推论。” “我们可以部署成百上千个这样的夹持器,以获取更多样本,并更好地了解疾病的种类或是否存在。”

由于它们具有内在的压力,因此微型夹爪不需要系绳或电线来传递能量。另外,不同的聚合物可以使工具被一系列温度,化学物质和酶触发。

研究人员指出,取回微夹钳的方法将需要改进,以确保它们都已从体内清除。或者,它们可以由可生物降解的材料制成,以消除潜在的健康风险。

— Carol Torgan博士

 

相关链接

参考文献: 肠胃病学。 2013年4月; 144(4):691-3。 doi:10.1053 / j.gastro.2013.01.066。 Epub 2013年2月8日。PMID:23399954。
副校长。 2013年1月25日; 25(4):514-9。 doi:10.1002 / adma.201203348。 Epub 2012年10月9日。PMID:23047708。

资金: 美国国立卫生研究院(NIH)主任新发明奖计划和美国糖尿病,消化与肾脏疾病研究所(NIDDK),美国国家科学基金会,空乘人员医学研究所和Broad医学研究所。