Nova tecnologia que permite a amostragem de líquidos em espaços confinados pode auxiliar na detecção precoce do câncer

Pesquisadores da Vanderbilt desenvolveram tecnologia para coleta de amostras de líquidos corporais em espaços tortuosos e estreitos, o que pode levar à detecção precoce de doenças como o câncer.

A pesquisa liderada por Xiaoguang Dong, professor assistente de engenharia mecânica e biomédica, e sua equipe foi recentemente apresentada em Avanços da Ciência.

Líquidos corporais — como sangue, suco pancreático, urina e muco — são recursos ricos de informações sobre composição química, biomarcadores, colônias de bactérias e outros componentes cruciais. Essas informações ajudam os pesquisadores a entender o mecanismo de várias doenças, como câncer, e a rastrear a condição de saúde dos pacientes.

Para coletar esses líquidos, robôs móveis sem fio na escala milimétrica provaram ser eficazes na navegação em espaços confinados devido ao seu tamanho diminuto e locomoção ágil. No entanto, a função de amostragem de líquidos está ausente em tais dispositivos devido à ausência de mecanismos eficazes de disparo e vedação em pequenas escalas.

Dong e sua equipe abordaram essa questão com a criação de cápsulas moles em escala milimétrica com híbridos de hidrogel e elastômero controlados por campos magnéticos externos. Os pesquisadores disseram que tais dispositivos poderiam ser entregues e recuperados por um cateter fino e habilmente se locomover em estruturas tubulares inacessíveis aos cateteres. As cápsulas moles têm uma propriedade de umedecimento especificamente revestida, permitindo que elas bombeiem líquidos para dentro de forma eficiente.

A integração do mecanismo de disparo, amostragem e selagem sob demanda e a locomoção ágil do grupo permitiram que os pesquisadores demonstrassem o controle preciso das cápsulas moles, navegando e coletando amostras de fluidos corporais em um órgão fantasma e animal ex vivo, guiados por ultrassom e imagens médicas de raios X.

“As cápsulas moles em escala milimétrica introduzidas neste trabalho abrem caminhos para biópsia líquida minimamente invasiva e direcionada em espaços confinados, como o ducto pancreático, permitindo o diagnóstico precoce da doença e fornecendo insights sobre o desenvolvimento da doença por meio da amostragem, recuperação e análise de substâncias químicas abundantes dentro dos órgãos”, disse Dong, que também é membro principal do Instituto Vanderbilt de Cirurgia e Engenharia (VISE).

Dong planeja dar continuidade a um projeto sobre “Stent ciliar acionado sem fio para tratamento minimamente invasivo de disfunção ciliar”.

O projeto visa desenvolver stents implantáveis ​​nas vias aéreas com cílios artificiais integrados para superar as limitações dos stents existentes, como crescimento interno de tecido e comprometimento dos cílios, e permitir a remoção minimamente invasiva do excesso de muco nas vias aéreas. Esta inovação aborda os desafios atuais do acúmulo excessivo de muco em pacientes com obstrução das vias aéreas centrais devido à doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), câncer de pulmão, fibrose cística e outras condições pulmonares.