24.04.2013 | Наука

Биоинженеры создали нанозахваты для незаметной биопсии

Учёные из университета Джонса Хопкинса создали хирургические инструменты размером с пылинку. Приборы получили название "мю-захватов" ("mu-grippers") − от греческой буквы "мю", обозначающей миниатюрность.

Для работы таких зажимов не требуется ни батареек, ни проводов — только тепло человеческого тела.

Нанозажимы предназначены для проведения биопсии — важной медицинской процедуры, с помощью которой врачи диагностируют онкологические заболевания. Как правило, во время стандартной биопсии с использованием привычных инструментов берётся крупный кусок ткани из поражённого органа. В этом случае всегда остаётся вероятность, что на анализ будет отправлен участок без метастаз, как следствие, рак не будет диагностирован. Использование нанозахватов исключает такую возможность.

Предварительно охлаждённые микроскопические инструменты в количестве сотни, а иногда и тысячи штук, вводятся в организм через естественные отверстия (рот, нос, анус). Через пять минут под воздействием тепла человеческого тела микроскопические пальчики захватов закручиваются вовнутрь, откусывая небольшой участок ткани размеров всего в несколько клеток. После захвата образцов миниатюрные устройства удаляются из организма при помощи магнитного катетера (они содержат магнитный материал).

В итоге врач получает тысячи образцов, достаточно мелких, чтобы не нанести вреда организму, но и достаточно крупных для проведения дальнейших анализов.

"Это первый случай использования приборов субмиллиметровых размеров в медицинской практике. Мы считаем, что это значительное достижение, ведь помимо всех прочих достоинств, мю-захваты можно ввести и вывести из организма без хирургического вмешательства, а это немаловажно", — рассказывает Дэвид Грасиас (David Gracias), профессор биомолекулярной инженерии, чья команда разработала нанозахваты.

Одним из главных плюсов изобретения является его низкая стоимость. Приборы созданы с использованием фотолитографии — той же методики, что используется для изготовления компьютерных чипов. Микроскопические "пальчики", которые совершают захват ткани, покрыты полимерной смолой, препятствующей их изгибу при низких температурах.

Новая методика уже опробована на свиньях, чья пищеварительная система близка по строению к человеческой. Используя нанозахваты, медики провели биопсию кишечника, пищевода и желчного протока животного. Однако учёные считают, что к испытаниям на людях пока переходить рано.

"Нам нужно доработать ещё некоторые детали, прежде чем мы приступим к клиническим испытаниям. Необходимо убедиться в безопасности метода", — поясняет физиолог Флорин Селару (Florin M. Selaru) из лаборатории Грасиаса. Тем не менее, разработчики надеются, что их методика когда-нибудь станет "золотым стандартом" диагностики раковых заболеваний.

С подробными результатами работы можно ознакомиться, прочитав статьи, опубликованные в журналах Gastroenterology и Advanced Materials.

По публикациям UkrNet