Micropinzas para muestras de tejido biológico

Un nuevo estudio describe micropinzas activadas térmicamente que pueden alcanzar conductos angostos en el cuerpo y ser usadas para cortar tejido para análisis diagnósticos y biopsias.

Investigadores de la Universidad Johns Hopkins (JHU; Baltimore, MD, EUA) diseñaron las micropinzas endoscópicas submilimétricas (μ-pinzas) para que parecieran apéndices biológicos, como las manos, con falanges rígidas y articulaciones flexibles. Los activadores alimentados por la tensión residual les permiten cerrar y agarrar sin necesidad de correas, mientras que las falanges rígidas de las μ-pinzas están compuestas de níquel, y por lo tanto responden a un campo magnético aplicado. Una capa de gatillo de polímero termo-sensible en las articulaciones mantiene las μ-pinzas planas a 4°C, pero se ablandan a 37°C, causando que las μ-pinzas se cierren.


Las μ-pinzas son lo suficientemente pequeñas para que cientos puedan ser desplegadas en un momento y actuar en masa, y puedan, por lo tanto, formar la base para un medio estadísticamente más eficiente para seleccionar órganos con un área de superficie grande como el colon. Para probar la viabilidad de la toma de muestras de tejido biológico con las μ-pinzas, los investigadores usaron un colon porcino en estudios ex vivo. Desplegaron uniformemente cientos de μ-pinzas rotando el endoscopio durante el despliegue. Los brazos de cada μ-pinza, de milímetros de longitud, están compuestos de cromo y actuadores de oro que naturalmente se quieren doblar hacia dentro, pero son frenados por la capa fina de recubrimiento de polímero.

Para simular la temperatura humana normal, el colon fue sumergido en un baño de agua mantenido a 37 °C, con lo cual el recubrimiento se disolvió y los espolones cogieron las células en las proximidades; los investigadores entonces verificaron visualmente el cierre de las μ-pinzas usando imagenología endoscópica. Después del cierre, se recuperaron la gran mayoría de μ-pinzas usando un catéter magnético insertado a través del endoscopio. Los investigadores encontraron que las μ-pinzas identificaron la lesión el 45% de las veces; cuando el enjambre fue aumentado a 1.500 μ-pinzas, la eficiencia aumentó a 95%. El estudio fue publicado en la edición de Abril de 2013 de la revista Gastroenterology.

“Nuestros resultados sugieren un nuevo paradigma en medicina mediante el cual un gran número de pequeñas herramientas microquirúrgicas libres de correas pueden complementar dispositivos para tomar biopsias individuales, grandes, con correas”, concluyeron el autor principal, Evin Gultepe, PhD, y colegas del departamento de química e ingeniería biomolecular. “El tejido recuperado por las μ-pinzas es de calidad y cantidad suficientes para permitir la extracción del ADN y el ARN, y también la amplificación de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) en un esfuerzo para buscar marcadores diagnósticos de enfermedad identificados previamente”.


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Johns Hopkins University