L'Université Johns Hopkins rejoint la liste des organisations et instituts distingués qui se sont associés à Potomac Photonics pour la fabrication rapide et rentable de dispositifs microfluidiques

Potomac est ravi de travailler sur des applications de plus en plus innovantes de la technologie microfluidique à mesure que nous repoussons les limites des capacités de fabrication avancées. Ces dispositifs dits « laboratoires sur puce » ont miniaturisé les diagnostics à un point où des tests abordables permettent des recherches très spécifiques. Par exemple, une équipe du laboratoire Gerecht du département de génie chimique et biomoléculaire de l'Institut de nanobiotechnologie de l'université Johns Hopkins [JHU] utilise la microfluidique pour rechercher des méthodes innovantes de diagnostic du cancer.

 

Daniel Lewis, doctorant au sein du groupe, explique que l'hypoxie, une condition dans laquelle une tumeur est privée d'un apport adéquat en oxygène, est un facteur critique dans la progression et la métastase de nombreux cancers, y compris les sarcomes des tissus mous. Ce groupe de cancers malins comme le sarcome de Kaposi, qui affecte les patients infectés par le virus du SIDA, génère environ 13 000 nouveaux cas par an aux États-Unis seulement, avec 25 à 50 % des patients développant une maladie récurrente et métastatique. Les données cliniques actuelles suggèrent que le sarcome pléomorphe indifférencié (SPI) est l'un des sous-types de sarcome les plus agressifs, qui entraîne fréquemment des métastases pulmonaires mortelles qui sont insensibles à la radio/chimiothérapie.

 

Les gradients d’oxygène se développent fréquemment dans les tumeurs au fur et à mesure qu’elles se développent au-delà de leur apport vasculaire, ce qui conduit à des zones hétérogènes d’épuisement de l’oxygène. Le travail de Daniel se concentre donc sur la compréhension de la manière dont les gradients d’oxygène régulent les stades précoces des métastases tumorales. Il décrit ses recherches : « En exploitant un hydrogel contrôlant l’oxygène, nous avons généré un modèle 3D in vitro qui nous permet d’analyser les réponses des cellules cancéreuses aux gradients d’oxygène et aux inhibiteurs à petites molécules. En utilisant cette approche, nous présentons un concept jusqu’alors non identifié dans lequel l’oxygène agit comme un agent physicotactique 3D lors de l’invasion tumorale du sarcome, des résultats qui sont importants pour la compréhension du processus métastatique. Grâce à ce concept, nous établissons également le modèle 3D in vitro comme plate-forme pour tester des cibles thérapeutiques et des interventions pour le traitement du sarcome et potentiellement d’autres cancers. »

 

Pour créer de nouveaux dispositifs microfluidiques, Daniel a voulu se tourner vers le PMMA, un matériau non perméable qui, selon l’équipe, permettrait de mieux contrôler la tension et la concentration en oxygène. L’atelier d’usinage sur place de l’école ne pouvait pas fournir la précision et la résolution de micro-usinage nécessaires à cette tâche délicate. « L’usinage traditionnel laisse des traces d’outils », explique Daniel. « Ces crêtes peuvent atteindre 500 nm, ce qui affecte grandement les cellules de petite taille de notre échantillon. De plus, l’acrylique devient trouble lors de l’usinage, nous avions donc besoin d’une solution de fabrication plus sophistiquée. »

 

Potomac a pu facilement répondre aux spécifications de Daniel concernant la largeur de canal de 175 à 250 microns en PMMA en utilisant la technologie micro-CNC développée pour les industries des dispositifs médicaux et de la biotechnologie. Grâce à une gamme d'outils en interne, nous pouvons choisir l'outil adapté à une tâche spécifique. Le micro-usinage laser, par exemple, peut produire des canaux microfluidiques aussi petits que 10 microns de large et de profondeur. Dans ce cas, la micro-CNC était la solution la plus adaptée à la taille du canal et offrait la finition de surface lisse dont l'équipe avait besoin.

Nous sommes toujours ravis de mettre nos compétences de fabrication de pointe au service de la recherche, notamment dans le domaine du diagnostic et du traitement du cancer. Bien que nous aimions tous les outils avec lesquels nous travaillons au quotidien, notre véritable satisfaction vient de la façon dont nos machines de fabrication de pointe améliorent et parfois même sauvent des vies.

 

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