La Johns Hopkins University si unisce all'elenco delle organizzazioni e degli istituti illustri che hanno collaborato con Potomac Photonics per la fabbricazione rapida e conveniente di dispositivi microfluidici

Potomac è entusiasta di lavorare su applicazioni sempre più innovative della tecnologia microfluidica mentre spingiamo i confini delle capacità di produzione avanzate. Questi cosiddetti dispositivi "Lab on a Chip" hanno miniaturizzato la diagnostica a un punto in cui test accessibili consentono una ricerca altamente specifica. Ad esempio, un team del Gerecht Lab nel Dept. of Chemical and Biomolecular Engineering presso il Johns Hopkins University [JHU] Institute for NanoBioTechnology utilizza la microfluidica per ricercare la diagnostica del cancro in modi nuovi.

 

Daniel Lewis, un candidato al dottorato del gruppo, spiega che l'ipossia, una condizione in cui un tumore è privato di un adeguato apporto di ossigeno, è un fattore critico nella progressione e nella metastasi di molti tumori, compresi i sarcomi dei tessuti molli. Questo gruppo di tumori maligni come il sarcoma di Kaposi, che colpisce pazienti infetti dal virus dell'AIDS, genera circa 13.000 nuovi casi all'anno solo negli Stati Uniti, con il 25-50% dei pazienti che sviluppano una malattia ricorrente e metastatica. I dati clinici attuali suggeriscono che il sarcoma pleomorfo indifferenziato (UPS) è uno dei sottotipi di sarcoma più aggressivi, che spesso provoca metastasi polmonari letali che sono insensibili alla radio/chemioterapia.

 

Poiché i gradienti di ossigeno si sviluppano frequentemente nei tumori man mano che crescono oltre il loro apporto vascolare, portando ad aree eterogenee di deplezione di ossigeno, il lavoro di Daniel si concentra sulla comprensione di come i gradienti di ossigeno regolano le fasi iniziali delle metastasi tumorali. Descrive la ricerca: "Sfruttando un idrogel di controllo dell'ossigeno, abbiamo generato un modello 3D in vitro che ci consente di analizzare le risposte delle cellule tumorali ai gradienti di ossigeno e agli inibitori di piccole molecole. Utilizzando questo approccio, presentiamo un concetto precedentemente non identificato in cui l'ossigeno agisce come un agente fisicotattico 3D durante l'invasione del tumore del sarcoma, risultati che sono importanti per la comprensione del processo metastatico. Attraverso questo concetto, stabiliamo anche il modello 3D in vitro come piattaforma per testare bersagli terapeutici e interventi per il trattamento del sarcoma e potenzialmente di altri tumori".

 

Nella creazione di nuovi dispositivi microfluidici, Daniel voleva ricorrere al PMMA, un materiale non permeabile che il team si aspettava avrebbe fornito un migliore controllo della tensione e della concentrazione dell'ossigeno. L'officina meccanica in loco della scuola non era in grado di fornire la precisione e la risoluzione della microlavorazione necessarie per il delicato compito. "La lavorazione tradizionale lascia segni di utensili", afferma Daniel. "Queste creste potrebbero essere grandi fino a 500 nm, il che influisce notevolmente sulle piccole cellule nel nostro campione. Inoltre, l'acrilico diventa torbido quando viene lavorato, quindi avevamo bisogno di una soluzione di fabbricazione più sofisticata".

 

Potomac è stata in grado di soddisfare facilmente le specifiche di Daniel per la larghezza del canale di 175-250 micron in PMMA utilizzando la tecnologia micro-CNC sviluppata per i settori dei dispositivi medici e delle biotecnologie. Con una serie di utensili interni, possiamo utilizzare lo strumento giusto per un lavoro specifico. La microlavorazione laser, ad esempio, può produrre canali microfluidici di soli 10 micron di larghezza e profondità. In questo caso, la micro-CNC aveva più senso per le dimensioni del canale e forniva la finitura superficiale liscia di cui il team aveva bisogno.

Siamo sempre entusiasti di portare competenze di produzione avanzate alla ricerca, come la diagnosi e il trattamento del cancro. Sebbene amiamo tutti gli strumenti con cui lavoriamo quotidianamente, la vera soddisfazione deriva dal modo in cui le nostre macchine di produzione avanzate migliorano e talvolta, persino salvano, vite.

 

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