Tecnología unicelular: impresión dirigida
Buenas perspectivas para la medicina personalizada
Las tecnologías unicelulares desempeñan un papel clave en el estudio y la caracterización de las células. El Dr. Christian Freese, responsable de Diagnóstico de Infecciones y Cáncer en Fraunhofer IMM, y sus colegas utilizan microfluidos para dispensar y estudiar células individuales de forma selectiva. En su plataforma de diagnóstico de biopsias líquidas, detectan y dispensan células tumorales circulantes (CTC) y otros biomarcadores a partir de biopsias líquidas para realizar diagnósticos accesibles y completos. Pero los investigadores querían ir un paso más allá: ¿Por qué no construir algo con las células individuales?
Trampa celular con boquilla: La estructura de la trampa celular está diseñada para aislar la célula individual del resto de células en el medio fluido, por lo que está lista para imprimirse.
© Fraunhofer IMM
Conjunto de trampas celulares: trampas celulares hechas de silicio (izquierda). A la derecha: células aisladas en las trampas celulares (verde) y células fluyendo a su paso (línea serpenteante).
© Fraunhofer IMM
El principio TrapJet del IMM Fraunhofer
Con el objetivo de poner en práctica sus desarrollos y métodos para imprimir células, realizaron estructuras microfluídicas especiales sobre obleas de silicio en la sala blanca de su instituto. Estas estructuras están diseñadas para "atrapar" células. Los especialistas introducen células humanas en canales ultrafinos de chips microfluídicos, y las células son capturadas por estructuras especiales que hay allí mientras fluyen. La geometría específica de estas estructuras garantiza que sólo queden atrapadas células individuales, mientras las demás fluyen hacia la siguiente trampa desocupada. Hay muchas trampas alineadas una tras otra en un mismo canal, de modo que los expertos pueden concentrarse y liberar células simultáneamente en distintos lugares y luego reutilizar las trampas.
Al igual que en una impresora de chorro de tinta, una burbuja de calor dispensa la célula desde la boquilla y la deposita dentro de una minúscula gota de líquido. Los distintos tipos de células reciben cabezales de impresión independientes y se imprimen en paralelo, cada una de ellas recorriendo sus propios canales microfluídicos.
"Utilizamos la microfluídica para cubrir todos los parámetros que requiere una bioimpresión satisfactoria: Imprimimos células a demanda, en un proceso rápido y estéril. Al mismo tiempo, este método garantiza que la tasa de viabilidad de las células impresas sea alta. Otra parte es que utilizamos las características biotintas compuestas por la célula y un líquido específico para el tipo de célula, que también se puede manipular en microfluidos", explica Freese.
Muchos métodos existentes sólo generan una fina línea de biotintas que contiene células distribuidas al azar. Los especialistas de Fraunhofer imprimen gotas ultrafinas no mucho más grandes que la propia célula. Esto les permite lograr una resolución superior: Cada célula se coloca con precisión y puede interactuar directamente con las células vecinas. Los investigadores planean utilizar este método para construir cultivos de órganos, por ejemplo, que la industria podría utilizar para probar medicamentos. El objetivo declarado de los expertos de Fraunhofer es imprimir tejidos para trasplantes de piel u órganos completos.
Más microfluidos para la medicina
Para aprovechar el enorme potencial de estos métodos en medicina, los expertos del Fraunhofer IMM se asociarán el año que viene con sus colegas del departamento de Tecnologías Clínicas Sanitarias del Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Fabricación y Automatización IPA de Mannheim para poner en marcha un centro de alto rendimiento para tecnologías unicelulares, donde pondrán en común y harán avanzar sus conocimientos.
Los expertos asistirán a la feria MEDICA 2024 del 11 al 14 de noviembre, donde presentarán sus soluciones en el stand conjunto de Fraunhofer (pabellón 3, stand E74). Además de la impresión unicelular, los asistentes podrán participar en un juego de realidad virtual especialmente desarrollado para probar a marcar y posteriormente aislar células raras.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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