Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation war der Krebs im Jahr 2020 fast 10 Millionen Todesfälle aus fast jedem von sechs Todesfällen aus. Da der Nachweis eines abnormalen kranken Zellwachstums häufig zu spät auftritt, bleibt die rechtzeitige Krebsdiagnose eine der dringendsten und schwer fassbaren medizinischen Ziele der Menschheit. Jüngste Untersuchungen konzentrierten sich auf den Nachweis im peripheren Blut seltener zirkulierender Tumorzellen (CTCs), die als nichtinvasive Marker dienen, die dazu beitragen können, Diagnosen zu informieren.
Es ist von Natur aus schwierig, kontrollierbare Zielzellen zu untersuchen. Herkömmliche Methoden erfordern in der Regel eine ausführliche Probenvorbereitung, erhebliche Geräte und große Probenvolumina – und selbst dann ist es nicht einfach, die fraglichen Zellen effizient zu trennen.
In Physik von FlüssigkeitenDurch AIP Publishing schlug ein Paar von Forschern an der Technischen Universität von KN Toosi in Teheran, dem Iran, ein neuartiges System vor, das stehende akustische Wellen der Oberfläche verwendet, um CTCs von roten Blutkörperchen mit beispielloser Präzision und Effizienz zu trennen. Die Plattform, die Afshin Kouhkord und Naser Naserifar entwickelt haben, integriert erweiterte Computermodellierung, experimentelle Analyse und Algorithmen für künstliche Intelligenz, um komplexe akustofluidische Phänomene zu analysieren.
„Wir haben Algorithmen für maschinelles Lernen mit datengesteuerten Modellierungs- und Rechendaten kombiniert, um ein System für optimale Wiederherstellungsraten und Zelltrennraten zu optimieren“, sagte Naserifar. „Unser System erzielt bei optimalen Bedingungen eine 100% ige Erholung, wobei der Energieverbrauch erheblich reduziert wird, indem die akustischen Drücke und die Durchflussraten eine präzise Kontrolle des Akustiks und der Durchflussrate erheblich reduziert.“
Da verschiedene Arten zur Anreicherung von Partikeln durch Mikrofluidik entstanden sind, sind diejenigen, die Akustofluidik verwenden, besonders vielversprechend, da sie biokompatibel sind, hochwertige Größen in MPA-Druckbereichen erzeugen und Wellenlängen im Zellmaßstab produzieren.
Mit ihrer speziellen Methode haben die Forscher eine innovative Verwendung von doppelten Druck akustischen Feldern eingesetzt, die den Einfluss auf Zielzellen verdoppelt, und sie strategisch an den Positionen der kritischen Kanalgeometrie auf einem Lithium -Niobat -Substrat gefunden. Durch den im Mikrokanal angewendeten akustischen Druck sorgt das Systemdesign für die Erzeugung zuverlässiger Datensätze, die die Zellwechselwirkungszeiten und die Trajektorienmuster veranschaulichen, die dazu beitragen, die Migration von Tumorzellen vorherzusagen.
„Wir haben eine fortschrittliche Labor-On-Chip-Plattform erstellt, die Echtzeit, energieeffiziente und hochgenaue Zelltrennung ermöglicht“, sagte Kouhkord. „Die Technologie verspricht, die Effizienz der CTC -Trennung zu verbessern und neue Möglichkeiten für eine frühere und effektivere Krebsdiagnose zu eröffnen. Sie ebnet auch den Weg für Mikroengineering und angewandte KI in personalisierter Medizin und Krebsdiagnostik.“
