I kampen mot kreft er det av avgjørende betydning å få stilt diagnosen tidlig. Et mikrosystem gjør det mulig å skille ut kreftcellene i livmorhalsen allerede mens det er veldig få av dem.
Her ser vi de tre lagene i mikrosystemet: Topplaget, mellomlaget der kreftcellene skilles ut og oppsamlingslaget nederst.
Livmorhalskreftceller er større enn de andre cellene i kroppsvæsken.
Dette er utgangspunktet for førsteamanuensis Tao Dong og hans team ved Høgskolen i Vestfold.
De har utviklet en teknologi som klarer å skille ut kreftcellene fra alle andre celler i kroppsvæsken, samle dem uten å sentrifugere dem, og samle flere av dem på ett sted.
Dette kan komme til å få betydning for diagnostisering og helbredelse av denne krefttypen.
Cross flow
– Et problem med tidligere teknologi har på den ene siden vært at kroppsvæsken er seig og dermed raskt tetter igjen de fine membranene som må til for å kunne skille ut kreftcellene, forklarere Tao Dong.
– På den annen side har det vært nødvendig å sentrifugere kreftcellene for å fjerne de andre celletypene, med det resultat at kreftcellene dør eller blir deformert og altså ikke er spesielt egnet for forskningsformål.
Cross Flow eller motstrøms kalles den nye teknikken, som nylig er patentert. Den uttynnete kroppsvæsken settes under trykk, noe som skaper strøm og motstrøm i væsken.
Viktig med mange celler
Mikrosystemet ferdig montert.
– Når man skal bearbeide biomedisinske prøver, er det viktig å samle så mange som mulig av de cellene man skal bruke, forklarer førsteamanuensis Dong videre.
– Dette gjelder spesielt for de tilfellene der en har få av disse celler fordelt i et stort væskevolum, som for eksempel CaSki-celleprøvene, som brukes for tidlig deteksjon av livmorhalskreft.
– De tradisjonelle konsentrasjonsmetodene, slik som sentrifugale og membranbaserte, vil uunngåelig føre til opphopning av cellene eller at membranen tettes igjen.
For å løse dette problemet, og for å unngå å sentrifugere cellene i stykker, har forskerne ved Høgskolen i Vestfold derfor laget det som kalles en motstrøms mikrokonsentrator.
Dette er et mikrosystem, cirka fem millimeter i firkant og ém millimeter høyt, som består av tre lag: topp, prosesseringslag, og samlelag.
Slik sorteres kreftcellene ut
Kroppsvæsken som kreftcellene befinner seg i tynnes ut og føres gjennom topplaget inn i prosesseringslaget. Her skilles kreftcellene ut og føres videre til samlelaget, der forskeren så kan hente dem ut.
– Vår nyskapning er først og fremst motstrømsenhetene, konfigurert i fraktalmønster, i det vi kaller prosesseringslaget, forklarer Dong.
– Disse motstrømsenhetene består av en strømlinjet ellipseformet sylinderprofil med butt neseseksjon som vender mot væskestrømmen, og en barriere i nedstrømsretningen.
Annonse
Forskningsstasjonen. I midten elektronikroskopet, på skjermen til høyre utsnitt av mikrosystemet. Feltet øverst til venstre viser konsentrasjonen av kreftceller som er samlet opp, feltet til høyre viser kroppsvæske uten slike celler.
– Barrieredelen består av en rekke optimaliserte bladlignende mikropillarer og hull, noe som resulterer i en strøm med en stump vinkel mot hovedstrømmen. Det er derfor vi kaller det motstrøms.
Disse bladene fanger opp kreftcellene og samler dem i samlelaget i systemet, mens resten av væsken og de øvrige cellene skylles vekk.
Både teoretiske og eksperimentelle undersøkelser viser at den nye motstrøms mikrokonsentratorens fungerer uten tilstopping, og at den har høy effektivitet.
