Le cancer a représenté près de 10 millions de morts en 2020 – près d'un décès sur six dans le monde – selon l'Organisation mondiale de la santé. Étant donné que la détection de la croissance cellulaire anormale malaise se produit souvent trop tard, le diagnostic de cancer en temps opportun reste l'un des objectifs médicaux les plus pressants et les plus insaisissables de l'humanité. Des recherches récentes se sont concentrées sur la détection du sang périphérique des cellules tumorales circulantes rares (CTC), qui servent de marqueurs non invasifs qui peuvent aider à éclairer les diagnostics.
Il est intrinsèquement difficile de séparer les cellules cibles contrôlables à examiner. Les méthodes traditionnelles nécessitent généralement une préparation d'échantillons élaborée, un équipement substantiel et de grands volumes d'échantillons – et même alors, il n'est pas facile de séparer efficacement les cellules en question.
Dans Physique des liquidespar AIP Publishing, une paire de chercheurs de l'Université de technologie de KN Toosi à Téhéran, en Iran, a proposé un nouveau système qui utilise des ondes acoustiques de surface debout pour séparer les CTC des globules rouges avec une précision et une efficacité sans précédent. La plate-forme qui a développée par Afshin Kouhkord et Naser Naserifar intègre une modélisation de calcul avancée, une analyse expérimentale et des algorithmes d'intelligence artificielle pour analyser des phénomènes acoustofluidiques complexes.
Nous avons combiné des algorithmes d'apprentissage automatique avec des données de modélisation et de calcul basées sur les données pour affiner un système pour les taux de récupération optimaux et les taux de séparation des cellules. Notre système atteint une récupération de 100% dans des conditions optimales, avec des réductions significatives de la consommation d'énergie grâce à un contrôle précis des pressions acoustiques et des débits. «
Naser Naserifar, KN TOOSI Université de technologie de Téhéran, Iran
Au fur et à mesure que diverses façons d'enrichir les particules par la microfluidique ont émergé, celles qui utilisent l'acoustofluidique sont particulièrement prometteuses car elles sont biocompatibles, génèrent des amplitudes à force haute dans les plages de pression MPA et produisent des longueurs d'onde à l'échelle cellulaire.
Avec leur méthode particulière, les chercheurs ont inclus une utilisation innovante de champs acoustiques de pression durée, ce qui double l'impact sur les cellules cibles, et les a stratégiquement localisés à des positions de géométrie de canal critique sur un substrat de niobate de lithium. Au moyen d'une pression acoustique appliquée dans le microcanal, la conception du système prévoit la génération d'ensembles de données fiables qui illustrent les temps d'interaction cellulaire et les modèles de trajectoire, ce qui aidera à prédire la migration des cellules tumorales.
« Nous avons produit une plate-forme avancée de laboratoire de laboratoire qui permet une séparation de cellules en temps réel, économe en énergie et très précise », a déclaré Kouhkord. « La technologie promet d'améliorer l'efficacité de la séparation du CTC et d'ouvrir de nouvelles possibilités pour un diagnostic de cancer antérieur et plus efficace. Elle ouvre également la voie à la micro-ingénierie et à l'IA appliquée dans la médecine personnalisée et le diagnostic du cancer. »
