Die Forscher entwickelten und testeten sternförmige Mikrotools, die sich als Reaktion auf Körperwärme schließen, um Gewebeproben zu entnehmen. Die Mikrogreifer, die keine Drähte oder Strom benötigen, können potenziell dazu verwendet werden, Gewebeproben an vielen schwer zugänglichen Stellen zu entnehmen.
Gewebeproben werden häufig in einem Verfahren, wie eine Biopsie medizinischen Bedingungen, wie Krebs diagnostizieren zu helfen, bekannt sind, entfernt. Gewebe werden in der Regel mit einer Nadel an einer Spritze oder indem man einen kleinen Schnitt chirurgisch Zugriff auf den Bereich gesammelt. Für ein großes Organ, wie den Darm, kann es schwierig sein, genügend Proben zu sammeln, um die volle Region zu decken. Beispielsweise bei Patienten mit Colitis ulcerosa, die für Darmkrebs gescreent werden, ist die Standard über 30 Proben zu sammeln. Leider stellt diese große Zahl gut unter 1% des Dickdarms Futter und könnte eine präkanzerösen oder kanzerösen Läsion verpassen.
Ein Team unter der Leitung von Drs. David H. Gracias und Florin M. Şelaru von der Johns-Hopkins-Universität festgelegten ein besseres Werkzeug zur Entwicklung von Gewebeproben zu sammeln. Ihre Forschung wurde teilweise durch ein NIH Director New Innovator Award und von NIH National Institute of Diabetes und Magen-Darm-und Nierenerkrankungen (NIDDK) gefördert.
Die Forscher stellten sternförmige Mikrotools mit etwa 300-Mikrometern für 1 her. 5 Millimeter Größe durch Anwendung einiger Methoden zur Herstellung von Computerchips. Diese Werkzeuge waren 10-mal bis 100-mal kleiner als herkömmliche Biopsiezangen - klein genug, um eine Katheterspitze zu durchdringen, aber groß genug, um mit herkömmlichen Bildgebungsmethoden gesehen zu werden.
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Die Wissenschaftler verwendeten starres magnetisches Nickel für die Arme, um die Führung der Mikrotools durch Magnetfelder zu ermöglichen. Eine vorgespannte Doppelschicht aus Gold und Chrom bildete Scharniere. Eine andere Polymerschicht wurde so konstruiert, dass sie bei kalten Temperaturen steif ist und das sternförmige Werkzeug flach und offen hält. Bei Körpertemperatur erweichte sich diese Schicht, damit die Punkte des Sterns geschlossen werden und das Gewebe greifen können.
Anfang dieses Jahres berichteten die Forscher, dass sie mithilfe der Mikrogreifer winzige Proben aus den Gallengängen lebender Schweine entfernen. In der neuesten Studie nutzten die Wissenschaftler die Technik, um Biopsien über große Bereiche des Schweinedarms und des Ösophagus zu erhalten.
Mit einem Endoskop injizierten die Forscher 150-1,500-Mikrogreifer und überwachten sie mit einer Kamera. Die Greifer schlossen sich innerhalb von 5-10 Minuten als Reaktion auf die warme Körpertemperatur an und fingen Gewebestücke ein. Die Forscher holten die Mikrogreifer ab, indem sie einen Katheter mit einer Magnetspitze einführten. Die resultierenden Gewebeproben enthielten Cluster von intakten Zellen, die zur Analyse geeignet waren.
Anhand einer kleinen Stichprobe können Sie nicht immer präzise Schlüsse ziehen “, sagt Selaru. Wir könnten hunderte oder sogar tausende dieser Greifer einsetzen, um mehr Proben zu erhalten und eine bessere Vorstellung davon zu bekommen, welche Art von Krankheit vorliegt oder ob es eine Krankheit gibt.
Da sie durch die in sie eingebauten Belastungen mit Strom versorgt werden, benötigen die Mikrogreifer keine Leine oder keinen Draht, um Energie zu liefern. Darüber hinaus könnten verschiedene Polymere dazu führen, dass das Werkzeug durch eine Reihe von Temperaturen, Chemikalien und Enzymen ausgelöst wird.
Die Forscher stellen fest, dass die Methoden zum Abrufen der Mikrogreifer verbessert werden müssen, um sicherzustellen, dass sie alle aus dem Körper entfernt werden. Alternativ können sie aus biologisch abbaubaren Materialien bestehen, um potenzielle Gesundheitsrisiken auszuschließen. Artikel Quelle: NIH Research Matters
