Miniaturowe urządzenia w biomedycynie

Miniaturyzacja platform bioanalitycznych może znacząco przyspieszyć przetwarzanie danych dzięki szybkiej obsłudze i korzystnej kinetyce reakcji, przebiegających w próbkach o niewielkiej objętości. Te możliwości stanowią obiecujący krok w stronę zwiększenia rozdzielczości badań nad pojedynczymi molekułami lub komórkami.

Owocna współpraca między instytutami badawczymi z Chin i Europy przyczyniła się do znaczących postępów na polu układów mikroelektromechanicznych oraz urządzeń mikrocieczowych do zastosowań biomedycznych. W ramach finansowanego przez UE projektu "Microsystems and bioanalysis platforms for health care MICROCARE" (MICROCARE) wspierano te prace.

Badanie koncentrowało się na wykorzystaniu uniwersalności technologii mikro- i nanowytwarzania silikonu, aby tworzyć układy i urządzenia do analizy biochemicznej i dostarczania substancji w skali mikro. Zespół stosował techniki nanowzorców i zaawansowane materiały polimerowe, takie jak przezroczyste polimery przewodzące i związki piezoelektryczne.

Naukowcy opracowali metody nadawania struktury powierzchni i organizowania chemicznego, jak również techniki wytwarzania wzorców o strukturze w skali mikro i nano. Te drugie zostały wykorzystane do badania roli tworzenia wzorców powierzchniowych podczas takich procesów komórkowych, jak różnicowanie, wzrost i wyrównywanie. Partnerzy opracowali i przetestowali użyteczność kanałów mikrocieczowych ze zintegrowanymi strukturami o wzorcach w skali mikro i nano, które pozyskano poprzez nanodrukowanie litograficzne.

Wśród różnych urządzeń stworzonych podczas czterech lat trwania projektu MICROCARE znajdują się nowe rusztowania do inżynierii tkankowej i innowacyjne urządzenia mikrocieczowe do rozpoznawania komórek nowotworowych i prowadzenia badań metodami biologii syntetycznej i biologii systemów. Chemiczne i biologiczne czujniki tlenu, glukozy i laktanu będą nie tylko pomocne przy rozpoznawaniu chorób, ale również przy badaniach nad chemiczną sygnalizacją komórkową. W przyszłości takie platformy mogą zostać użyte do kontrolowania takich sygnałów i regulacji procesów komórkowych. Naukowcy zintegrowali niektóre urządzenia z obrazowaniem 3D lub spektroskopowym.

Duży wybór zminiaturyzowanych czujników i innowacyjnych technologii powstałych dzięki projektowi MICROCARE może przynieść ważne korzyści w opiece zdrowotnej i innych dziedzinach. Postępy w dziedzinie przenośnych, wydajnych i wiarygodnych urządzeń do diagnostyki, które są jednocześnie niedrogie i szybko dostarczają wyniki, zwiększą konkurencyjność Europy na rynku globalnym i poprawią jakość życia obywateli UE.