La Universidad Johns Hopkins se suma a la lista de organizaciones e institutos distinguidos que se han asociado con Potomac Photonics para la fabricación rápida y rentable de dispositivos microfluídicos

Potomac está entusiasmado por trabajar en aplicaciones cada vez más innovadoras de la tecnología de microfluidos a medida que ampliamos los límites de las capacidades de fabricación avanzadas. Estos dispositivos denominados "Laboratorio en un chip" han miniaturizado los diagnósticos hasta un punto en el que las pruebas asequibles permiten una investigación altamente específica. Por ejemplo, un equipo del Laboratorio Gerecht del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular del Instituto de Nanobiotecnología de la Universidad Johns Hopkins [JHU] utiliza microfluidos para investigar el diagnóstico del cáncer de formas novedosas.

 

Daniel Lewis, candidato a doctorado en el grupo, explica que la hipoxia, una condición en la que un tumor se ve privado del suministro adecuado de oxígeno, es un factor crítico en la progresión y metástasis de muchos cánceres, incluidos los sarcomas de tejidos blandos. Este grupo de cánceres malignos, como el sarcoma de Kaposi, que afecta a pacientes infectados con el virus del SIDA, genera aproximadamente 13.000 casos nuevos por año solo en los Estados Unidos, y entre el 25 y el 50% de los pacientes desarrollan una enfermedad recurrente y metastásica. Los datos clínicos actuales sugieren que el sarcoma pleomórfico indiferenciado (UPS) es uno de los subtipos de sarcoma más agresivos, que con frecuencia produce metástasis pulmonares letales que son insensibles a la radioterapia o la quimioterapia.

 

Dado que los gradientes de oxígeno se desarrollan con frecuencia en los tumores a medida que crecen más allá de su suministro vascular, lo que conduce a áreas heterogéneas de agotamiento de oxígeno, el trabajo de Daniel se centra en comprender cómo los gradientes de oxígeno regulan las etapas tempranas de la metástasis tumoral. Describe la investigación: “Aprovechando un hidrogel que controla el oxígeno, generamos un modelo in vitro en 3D que nos permite analizar las respuestas de las células cancerosas a los gradientes de oxígeno y a los inhibidores de moléculas pequeñas. Con este enfoque, presentamos un concepto no identificado previamente en el que el oxígeno actúa como un agente fisicotáctico en 3D durante la invasión tumoral del sarcoma, hallazgos que son importantes para la comprensión del proceso metastásico. A través de este concepto, también establecemos el modelo in vitro en 3D como una plataforma para probar objetivos terapéuticos e intervenciones para el tratamiento del sarcoma y, potencialmente, otros cánceres”.

 

Para crear nuevos dispositivos microfluídicos, Daniel quería utilizar PMMA, un material no permeable que el equipo esperaba que proporcionara un mejor control de la tensión y la concentración de oxígeno. El taller de máquinas de la escuela no podía proporcionar la precisión y la resolución de micromecanizado necesarias para la delicada tarea. “El mecanizado tradicional deja marcas de herramientas”, afirma Daniel. “Estas crestas pueden ser tan grandes como 500 nm, lo que afecta en gran medida a las células de pequeño tamaño de nuestra muestra. Además, el acrílico se vuelve turbio cuando se mecaniza, por lo que necesitábamos una solución de fabricación más sofisticada”.

 

Potomac pudo cumplir fácilmente con la especificación de Daniel de ancho de canal de 175 a 250 micrones en PMMA utilizando tecnología micro-CNC desarrollada para las industrias de dispositivos médicos y biotecnología. Con una variedad de herramientas internas, podemos elegir la herramienta adecuada para un trabajo específico. El micromaquinado láser, por ejemplo, puede producir canales microfluídicos de tan solo 10 micrones de ancho y profundidad. En este caso, la tecnología micro-CNC tenía más sentido para el tamaño del canal y proporcionó el acabado de superficie suave que el equipo necesitaba.

Siempre nos entusiasma poder aportar conocimientos de fabricación avanzados a la investigación, como el diagnóstico y el tratamiento del cáncer. Si bien nos encantan todas las herramientas con las que trabajamos a diario, la verdadera satisfacción proviene de cómo nuestras máquinas de fabricación avanzadas mejoran y, a veces, incluso salvan vidas.

 

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