ES2262513T3 - Instrumento para construir matrices de tejidos. - Google Patents
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Abstract
Un instrumento para construir matrices de tejidos en un bloque recipiente, comprendiendo el instrumento: un carro de la plataforma de punzones que se desplaza sobre el eje z; una plataforma de punzones montada sobre dicho carro de la plataforma de punzones y que se desplaza entre al menos una primera y una segunda posición con respecto a dicho carro de la plataforma de punzones, estando dichas posiciones claramente definidas por limitadores o topes; al menos una primera y segunda unidades de punción montadas en dicha plataforma de punzones, comprendiendo cada unidad de punción un punzón y un estilete cooperante; medios para sostener un bloque recipiente; medios para recolocar selectivamente dicho bloque recipiente y plataforma de punzones sobre los ejes X e Y uno con respecto a la otra; medios para guiar el movimiento de al menos uno de dicho bloque recipiente y carro de la plataforma de punzones sobre el eje Z uno con respecto al otro; en el que dicha primera unidad de punción comprende unpunzón recipiente y un estilete asociado y dicha segunda unidad de punción comprende un punzón donante y un estilete asociado, teniendo dicho punzón donante un diámetro interno que corresponde al diámetro externo del punzón recipiente; en el que cuando dicha plataforma de punzones se encuentra en dicha primera posición, dicho primer punzón recipiente está colocado encima de dicho soporte del bloque recipiente y alineado con dicho eje Z, y cuando dicha plataforma de punzones se encuentra en dicha segunda posición, dicho punzón donante está colocado encima de dicho soporte del bloque recipiente y está alineado con dicho eje Z.
Description
Instrumento para construir matrices de
tejidos.
La presente invención se refiere a un
instrumento sencillo, robusto y preciso para construir matrices de
tejidos. La operación del instrumento puede ser manual o
automática.
Algunos pacientes con cáncer responden bien a
una terapia de cáncer o combinación de terapias particular. Otros
no, pero pueden responder a un tratamiento diferente. Los
científicos del National Human Genome Research Institute (NHGRI)
de los National Institutes of Health (NIH), en colaboración con la
Universidad de Tampere de Finlandia y la Universidad de Basilea de
Suiza, están desarrollando una nueva herramienta de investigación,
que llaman el "chip de tejido", que esperan los ayude a saber
cómo distinguir entre subgrupos de pacientes con cáncer y
finalmente predecir qué subgrupos responderán a terapias
específicas. La tecnología del chip de tejido, creen, también
contribuirá a echar luz sobre el proceso de desarrollo del cáncer.
Esta nueva información detallada puede entonces usarse para
identificar moléculas críticas para el desarrollo de terapias de
cáncer.
El chip de tejido es una sección fina de una
micromatriz de tejido que permite el procesamiento masivo en
paralelo de muestras biológicas, y posibilita que los investigadores
comparen simultáneamente una variedad de marcadores moleculares:
ADN, ARN y proteínas, en tejidos cancerosos de cientos o miles de
pacientes. Pueden estudiarse hasta 1000 biopsias de tejidos de
tumores individuales en una única micromatriz de tejido de tumor.
El chip de tejido así posibilita poner a prueba simultáneamente
miles de especímenes de tejido de pacientes que tradicionalmente
los laboratorios de patologías analizaban de a un espécimen por
vez. Se espera que la potencia de esta tecnología acelere múltiples
áreas de investigación, entre ellas las pruebas de nuevos genes
aislados para determinar si pueden tener utilidad clínica como
marcadores moleculares del cáncer.
En un estudio de micromatrices de tejido de
cáncer de mama (Kononen y col., "Tissue microarrays for
high-throughput molecular profiling of tumor
specimens", Nature Medicine Vol. 4, número 7, julio de 1998, p.
844-847) los investigadores analizaron seis
amplificaciones de genes y la expresión de los genes p53 y el
receptor de estrógeno que se cree desempeñan una función en el
cáncer de mama. Estos investigadores usaron el genotipado para
buscar locus susceptibles al cáncer, la hibridación genómica
comparativa (CGH) para alteraciones en el número de copias, así
como tecnología de micromatrices de ADNc para estudios de expresión
de genes, y recientemente descubrieron la amplificación de un
coactivador de un receptor de esteroides, AIB1, en cánceres de mama
así como la amplificación del gen receptor andrógeno (AR) en
cánceres de próstata recurrentes y refractarios a las
hormonas.
Cada micromatriz es un bloque que puede estar
compuesto de 1.000 biopsias de tejido cilíndricas individuales o
"núcleos". Cada micromatriz puede cortarse en rebanadas en 200
secciones consecutivas de 5 micrómetros cada una usando medios
convencionales (por ejemplo, microtomos, etc.). El resultado son
múltiples secciones casi idénticas (chips de tejido), cada una se
usa para producir una lámina normal de microscopio. Al estar
representados todos los núcleos como un punto minúsculo en la misma
posición de la matriz en cada una de las 200 láminas de
microscopio, se hizo posible analizar rápidamente cientos de
marcadores moleculares en el mismo conjunto de especímenes. En el
estudio de Kononen y col., el chip de tejido posibilitó completar
en aproximadamente una semana lo que hubiera llevado con
procedimientos tradicionales de 6 a 12 meses.
También se espera que el chip de tejido sea
especialmente útil en el análisis de miles de muestras de tejido
de tumores almacenadas en laboratorios de patología en todo el
mundo. Antes, no se hubiera considerado práctico analizar estas
miles de muestras archivadas de tejidos de tumor en busca de
marcadores moleculares, de a una por vez. Ahora, con el chip de
tejido, los patólogos pueden tomar los archivos existentes,
convertirlos en matrices de tumores, y analizar un archivo entero
con pocos experimentos. Los patólogos pueden también ordenar en
matrices las muestras de tejido de ensayos clínicos de fármacos
existentes contra el cáncer, y buscar marcadores (un patrón de
expresión genética o conjunto de cambios genéticos en el tejido)
asociados con el hecho de que un participante específico en el
ensayo haya respondido o no a la terapia.
Aunque los chips de tejido pueden acelerar de
manera importante el proceso de ensayo, han creado un nuevo
desafío: se necesita una inversión considerable de tiempo y trabajo
para extraer manualmente las muestras del tejido donante y ordenar
estos especímenes en una matriz de tejidos (Battifora, H., "The
multitumor (sausage) tissue block: novel method for
immunohistochemical antibody testing", Laboratory Investigation
Vol. 55, p. 244-248, 1986).
La patente estadounidense 4.820.504 titulada
"Multi-specimen tissue blocks and slides"
(Battifora) enseña un procedimiento para preparar bloques de tejido
de múltiples especímenes, y secciones de ellos, que comprende
formar una pluralidad de especímenes de tejido diferentes y
antigénicamente reactivos en bastones que tienen un área en
sección transversal relativamente pequeña y una longitud
relativamente grande, agrupar los bastones en una relación
sustancialmente paralela en una envoltura, envolver los bastones
con la envoltura, incrustar los bastones envueltos en un medio de
incrustación para formar un bloque de tejido en el que los bastones
son perpendiculares a la cara del bloque, y dividir el bloque en
secciones que contienen, cada una, una sección transversal de cada
uno de los bastones. Aunque pudieron localizarse muchos especímenes
en un área compacta, fue difícil o imposible rastrear la identidad
de varios especímenes.
La patente estadounidense 5.002.377 titulada
"Multi-specimen slides for immunohistologic
procedures" (Battifora) resuelve este problema de identidad y
enseña un procedimiento para producir una lámina portadora de una
matriz espaciada de fragmentos de especímenes que comprende (i)
cortar al menos un espécimen en una pluralidad de tiras angostas;
(ii) separar la pluralidad en grupos de tiras de especímenes; (iii)
colocar por separado las tiras de los grupos en ranuras paralelas
en un molde; (iv) incrustar las tiras en el molde en un primer
medio de incrustación para proporcionar una estructura que
comprende un elemento básico que tiene superficies opuestas
primera y segunda, la primera superficie es sustancialmente plana;
la segunda superficie tiene protuberancias que contienen una tira
de espécimen que se extiende desde ellas; (v) formar una pila de
elementos, cada elemento corresponde a la estructura, en que la
superficie extrema de las protuberancias de una estructura superior
está en contacto con la primera superficie sustancialmente plana de
la siguiente estructura inferior, los espacios entre las
protuberancias definen canales para la recepción de un fluido; (vi)
incrustar la pila en un segundo medio de incrustación para formar
un bloque que tiene una matriz espaciada de tiras de especímenes
paralelas incrustadas en ella; las tiras están dispuestas de manera
que una sección del bloque incluye una matriz espaciada de
secciones transversales de cada una de las tiras de especímenes
incrustadas; (vii) dividir el bloque en secciones, cada una
contiene una matriz espaciada de secciones transversales de cada
una de las tiras de especímenes incrustadas; (viii) montar al menos
una de tales secciones de bloques en una lámina. Aunque este
procedimiento forma muestras de tejido en un patrón de cuadrícula en
el que es posible rastrear las identidades de las muestras
individuales, el procedimiento lleva tiempo. Además, el
procedimiento no es adecuado para ordenar en una única matriz
cientos de núcleos de muestra de cientos de donantes
individuales.
Más recientemente se ha desarrollado una técnica
en la que las matrices de tejido biológico se construyen
simplemente como matrices (filas y columnas) de núcleos de tejido
biológico, cada núcleo se ha escindido con un punzón de una
muestra de tejido donante individual y se ha incrustado en una
ubicación coordenada específica de la cuadrícula en un bloque
seccionable típicamente hecho del mismo material de incrustación
usado para el tejido donante. El procedimiento de construcción de
micromatrices implica dos punzones huecos similares a las agujas.
Uno, el "punzón recipiente", es ligeramente menor y se usa para
crear un agujero en el bloque recipiente, típicamente parafina u
otro medio de incrustación. El otro, el "punzón donante", es
mayor y se usa para obtener un núcleo de muestra de un bloque
donante de un tejido biológico incrustado de interés. Los punzones
tienen un tamaño tal que la muestra obtenida del bloque donante (y
que corresponde al diámetro interno del punzón donante) encaja de
forma ajustada en el diámetro externo del agujero creado en el
bloque recipiente (y que corresponde al diámetro externo del punzón
recipiente). Así la muestra cabe de manera ajustada en el bloque
recipiente, y puede crearse una matriz precisa. El bloque donante o
el recipiente pueden retirarse y reemplazarse, si se desea, por
uno o más bloques recipientes o donantes diferentes durante el
procedimiento de creación de una matriz de múltiples especímenes.
Se usan accionadores micrométricos u otros medios de colocación
lineal precisa para colocar la unidad de punción en una posición
determinada con respecto al bloque recipiente o al bloque
recipiente con respecto a la unidad de punción.
Aunque es posible con tiempo, paciencia y
habilidad, crear la matriz de tejido antes descrita usando los
instrumentos disponibles en la actualidad, existe una necesidad
clara de mejoras. Usar cursores y mecanismos accionadores para
primero mover el punzón recipiente a una posición y,
alternativamente, el punzón donante, es difícil, caro, lento y
tiende a errores de alineación. Es claramente deseable que el
punzón donante alcance exactamente la misma posición que alcanza el
punzón recipiente en el bloque recipiente para una configuración
dada de los accionadores micrométricos. Si no lo hace, la muestra
obtenida del bloque donante no pasará con facilidad por el agujero
recién creado para ella en el bloque recipiente, sino que se dañará
o perderá.
Los procedimientos manuales han sido superados
ampliamente por los procedimientos auxiliados por instrumentos
gracias a la velocidad, precisión y mayor densidad de patrón de
estos últimos. Se ha propuesto al menos un sistema semiautomático
pero no se ha realizado. Este sistema semiautomático incluye una
plataforma de punzones montada para moverse arriba y abajo (eje z).
Un estilete y accionador del estilete se encuentran en el centro
de la plataforma de punzones. A un lado del estilete se encuentra un
accionador inclinado del punzón recipiente que comprende un émbolo
de vaivén que porta un punzón recipiente tubular en su extremo
distal. Al otro lado del estilete se encuentra un accionador
inclinado del punzón donante que comprende un émbolo de vaivén que
porta un punzón donante tubular en su extremo distal.
Para operarlo, primero se coloca un bloque de
matriz de tejido debajo de la plataforma de punzones, el punzón
recipiente se extiende hasta que el punzón recipiente está por
debajo del estilete, y la plataforma de punzones (que incluye el
punzón recipiente extendido, el estilete retraído y el punzón
donante retraído) desciende para cortar un núcleo recipiente del
bloque de matriz de tejido de parafina. La plataforma de punzones
se eleva, se coloca un contenedor de residuos debajo del punzón
recipiente extendido, y el estilete se extiende abajo dentro del
punzón recipiente para expulsar la parafina del hueco. El estilete
entonces se retrae, y luego se retrae el punzón recipiente. A
continuación, se coloca un bloque donante debajo del aparato de
punzones y el punzón donante se extiende hasta ocupar el espacio
que antes ocupaba el punzón recipiente. El aparato de punzones
desciende y el punzón donante corta un núcleo de muestra del bloque
donante. El aparato de punzones se eleva, y el bloque recipiente se
coloca debajo del aparato de punzones. El aparato de punzones
desciende hasta que el punzón donante está ubicado encima del
agujero recipiente vacío, y el estilete se extiende dentro del
punzón donante para expulsar el núcleo de muestra al agujero
recipiente. El procedimiento continúa cientos de veces para formar
un bloque de matriz de tejidos.
Sin embargo, existen varias desventajas
asociadas a este aparato. En primer lugar, dado que solo hay un
estilete, y el diámetro externo del estilete tiene un tamaño para
encajar de forma ajustada dentro del diámetro interior del punzón,
solo es posible usar dos punzones que tienen los mismos diámetros
internos (y por lo tanto externos) en este instrumento. Dado que
los punzones donante y recipiente en forma de aguja son normalmente
de tamaños diferentes, este instrumento no es adecuado para
producir micromatrices. En segundo lugar, considerando que las
etapas de perforar e implantar cada núcleo pueden tener que
repetirse 1.000 veces para producir una matriz de tejidos, y
considerando que cada etapa introduce la posibilidad de error del
operador, existe la necesidad de reducir la cantidad de etapas. En
tercer lugar, como un solo estilete está asociado con dos punzones
diferentes, se hace imperativo que los punzones, cuando se
extienden, se coloquen con precisión debajo del estilete, así como
con precisión encima de la posición objetivo en el bloque donante o
recipiente. El hecho de que los punzones, cuando están por debajo
del estilete, están en posición de extensión total, significa que
los punzones están en su posición estructural más débil, y además,
considerando que cualquier juego o desalineación se amplifica por
la longitud de la extensión, se magnifica cualquier imprecisión en
la colocación. Cualquier desalineación del punzón podría producir
daños al estilete y/o impedir la implantación adecuada del núcleo
de muestra donante en el bloque recipiente. Otra deficiencia
adicional es la incapacidad de ajustar la posición de los punzones
con respecto al estilete. Además, este aparato requiere tres medios
actuadores: uno para extender y retraer el estilete, uno para el
punzón recipiente y uno para el punzón donante. A medida que
aumenta la cantidad de partes móviles, también aumenta la
posibilidad de fallo del equipo. Finalmente, la operación del
punzón no es lógica del punto de vista ergonómico o intuitivo, y
así aumenta la posibilidad de error del operador.
En J. Kononen y col. (1998) Nature Med. 4,
844-847 se desvela un aparato para construir una
matriz de tejido que tiene una única unidad de punción montada en
una guía móvil sobre el eje z, que a su vez está montada en una
plataforma móvil sobre el eje x-y. El aparato
desvelado comprende solo una unidad de punción.
Por lo tanto, un objeto de la invención es
proporcionar un aparato con el que pueda realizarse la colocación
secuencial precisa de múltiples punzones de manera confiable y
barata. Un objeto adicional es que esta colocación de punzones así
como el movimiento de golpe del punzón puedan accionarse con
facilidad a mano en un instrumento de operación manual. Un objeto
adicional de la invención es proporcionar un instrumento para la
producción semiautomática o automática de matrices de tejido.
Un objeto adicional de la presente invención es
superar el carácter difícil e impreciso de la técnica anterior y
proporcionar un medio sencillo y preciso para colocar alternadamente
los dos punzones similares a agujas en un instrumento constructor
de micromatrices de tejidos.
El inventor analizó las etapas comprendidas en
la construcción de una matriz de tejido y las deficiencias de los
dispositivos de la técnica anterior, y tras una serie de
experimentos de prototipación desarrolló un instrumento que supera
las deficiencias antes mencionadas.
La invención por lo tanto involucra un
instrumento sencillo y robusto pero a la vez preciso para construir
matrices de tejido. El instrumento puede operarse manual o
automáticamente.
El instrumento comprende:
un carro de la plataforma de punzones que se
desplaza en el eje z;
una plataforma de punzones montada sobre dicho
carro de la plataforma de punzones y que se desplaza entre al
menos una primera y una segunda posiciones con respecto a dicho
carro de la plataforma de punzones, dichas posiciones están
claramente definidas por limitadores;
al menos una primera y segunda unidades de
punción montadas en dicha plataforma de punzones, cada unidad de
punción comprende un punzón y un estilete cooperante;
medios para sostener un bloque recipiente;
medios para recolocar selectivamente dichos
bloque recipiente y plataforma de punzones sobre los ejes X e Y
uno con respecto a la otra;
medios para guiar el movimiento de al menos
dicho bloque recipiente o carro de la plataforma de punzones sobre
el eje Z uno con respecto al otro;
en el que dicha primera unidad de punción
comprende un punzón recipiente y un estilete asociado y dicha
segunda unidad de punción comprende un punzón donante y un estilete
asociado, dicho punzón donante tiene un diámetro interno que
corresponde al diámetro externo del punzón recipiente;
en el que cuando dicha plataforma de punzones se
encuentra en dicha primera posición, dicho primer punzón
recipiente está colocado encima de dicho soporte del bloque
recipiente y alineado con dicho eje Z, y cuando dicha plataforma
de punzones se encuentra en dicha segunda posición, dicho punzón
donante está colocado encima de dicho soporte del bloque recipiente
y está alineado con dicho eje Z.
La plataforma de punzones puede montarse sobre
el carro de la plataforma de punzones de cualquiera de múltiples
maneras que permitan su desplazamiento entre al menos una primera y
una segunda posición con respecto a dicho carro de la plataforma
de punzones. Por ejemplo, la plataforma de punzones puede pivotar
sobre un eje horizontal (X-), con los punzones extendidos
radialmente desde el eje de rotación (estilo torreta).
Alternativamente, la plataforma de punzones puede pivotar o girar
alrededor de un eje vertical (Z-), con los punzones paralelos al
eje de rotación (estilo revólver). Además, el eje de la plataforma
de punzones puede estar en un ángulo intermedio (por ejemplo, 45 o
60 grados desde el eje X, Y o Z, como un torno de torreta). Además,
los punzones pueden desplazarse linealmente sobre una guía
horizontal (estilo cursor). Finalmente, el desplazamiento de los
punzones también puede ocurrir sobre una guía curvada, y así
combinar algunas de las características del estilo torreta y el
estilo cursor.
La característica importante es que se
proporcionen los limitadores mecánicos o topes que detengan
mecánicamente el movimiento de la plataforma en posiciones
definidas con precisión. Esto ahorra mucho tiempo y mejora la
precisión con respecto al uso del medio de colocación lineal de
precisión convencional. Mediante la etapa sencilla de mover la
plataforma de punzones de la primera posición a la segunda
posición, o al revés, cualquier punzón puede moverse rápidamente a
la posición deseada por medios manuales o automáticos, lo que
posibilita alternar rápidamente de un punzón a otro.
El instrumento puede estar provisto de medios
para ajustar los límites de traslación de la plataforma de punzones
con respecto a cualquiera de los limitadores o topes.
Por supuesto tampoco es necesario que el eje de
rotación o desplazamiento esté sobre el eje X, Y o Z; es solamente
necesario que un punzón se desplace con respecto al otro, y que el
punzón en posición operativa esté alineado con el eje de punción
(Z-). El soporte o cursor y los topes o limitadores asociados que
definen el camino y los límites de movimiento de la plataforma de
punzones son de una calidad tal que impide cualquier oscilación o
movimiento diferente del deseado y asegura que los dos punzones
ocupen alternadamente la misma posición exacta.
Los medios para recolocar selectivamente dicho
bloque recipiente y plataforma de punzones sobre los ejes X e Y
uno con respecto a la otra pueden ser cursores y mecanismos
accionadores, o accionadores micrométricos.
Un puente extraíble puede usarse para soportar
los bloques donantes encima de los bloques recipientes o al revés.
Esto posibilita mantener el bloque recipiente alineado y minimiza la
necesidad de recolocar los bloques usando medios de colocación X e
Y.
El instrumento puede operarse de manera
totalmente manual, semiautomática o automática, y estar provisto de
medios como un actuador electromagnético o un cilindro hidráulico o
neumático para hacer pivotar dicho elemento entre dichas primera y
segunda posiciones.
El resto del instrumento que emplea la mejora
que constituye la presente invención puede ser similar al ya
descrito en la técnica anterior. Por ejemplo, pueden usarse
accionadores micrométricos o similares para colocar el mecanismo
de punción en las direcciones X e Y con respecto a los bloques, o
los bloques con respecto a la plataforma de punzones.
Es posible y a menudo deseable proporcionar un
resorte dispuesto en una configuración con dos estados posibles
para retener el elemento pivotante con firmeza en un extremo del
trayecto o en el otro. Así, uno de los punzones puede estar
retenido con seguridad en la primera posición mediante dicho
resorte, pero sin embargo una fuerza manual o una energía razonable
pueden producir que el medio pivotante pivote a la segunda
posición. Las fuerzas pequeñas, por ejemplo las que puede ejercer
de manera inadvertida el operador durante el control del movimiento
de punción, no cambiarán la posición lateral del punzón.
Alternativamente, los medios de resorte o gravedad estarán
dispuestos para mantener la plataforma pivotante en solo una de
dichas primera y segunda posiciones, y se acciona un actuador
eléctrico, neumático o hidráulico que supera la fuerza del resorte
para impulsar la plataforma pivotante hacia la posición
contraria.
La presente invención así proporciona un medio
para retener el bloque recipiente o donante con mucha firmeza y
precisión a la vez que permite al operador retirar con facilidad el
bloque y recolocar ese bloque u otro. Esta función está provista
por uno o más imanes adheridos permanentemente a una placa básica y
provistos de topes o rebordes, también adheridos a la placa básica,
mediante la atracción de una placa ferromagnética asegurada al
fondo del soporte del bloque recipiente.
El instrumento según la presente invención es
sencillo, preciso y fácil de ajustar, alinear y usar.
La presente invención tiene los objetos,
características y ventajas antes descritos así como otros que se
verán con más claridad gracias a la siguiente descripción detallada
de una realización preferida, combinada con los dibujos adjuntos,
en los cuales:
La figura 1 es una vista de perspectiva
en alzado de un corte isométrico parcial de una primera realización
(tipo pivote) del instrumento de la invención, visto desde la
perspectiva del operador.
Las figuras 2a-2e muestran la
secuencia de etapas del punzón recipiente para formar un agujero
cilíndrico en el bloque recipiente.
La figura 3 es una vista de perspectiva
en alzado de una segunda realización (tipo cursor) del instrumento
de la invención.
La figura 4 es una representación
lateral parcialmente esquemática de un sistema en el que el
estilete sólido se reemplaza con neumática.
La invención proporciona un instrumento
sencillo, robusto y preciso para construir matrices de tejidos. El
empleo del instrumento reduce el tiempo, trabajo y complejidad de
ordenar cientos de especímenes en matrices regulares de núcleos de
tejido biológico incrustados en un bloque seccionable.
Las matrices se construyen tomando muestras de
una serie de tejidos donantes, una por vez, usando un punzón
donante hueco, preferentemente similar a una aguja, y colocando cada
muestra secuencialmente en un recipiente de forma complementaria
en un material recipiente mediante un punzón recipiente, formando
así una matriz de tejidos en el bloque recipiente. Cada punzón
comprende un tubo de punción y un estilete asociado guiado dentro
del tubo de punción. El estilete tiene un diámetro externo que se
aproxima al diámetro interno del punzón donante, y tiene un tamaño
que permite su desplazamiento dentro del tubo de punción. El
procedimiento de formar un agujero en un material recipiente como
la parafina, tomar una muestra de tejido de un espécimen donante e
implantar esta muestra en el agujero en el material recipiente, se
repite hasta que se forma una matriz de tejido que comprende
cientos de muestras de tejido dispuestas en lugares asignados en el
material recipiente.
La muestra tomada por punción de la muestra de
tejido donante es preferentemente cilíndrica, de aproximadamente
1-8 mm de largo, con un diámetro de aproximadamente
0,4 a 4,0 mm, preferentemente unos 0,3-2,0 mm. El
punzón recipiente es ligeramente menor que el punzón donante y se
usa para crear un agujero en el bloque recipiente, típicamente
hecho de parafina u otro medio de incrustación. Los punzones tienen
un tamaño tal que la muestra obtenida del bloque donante cabe de
forma ajustada en el agujero creado en el bloque recipiente. Así la
muestra queda ajustada al bloque recipiente y puede crearse una
matriz precisa.
Los bloques donantes y/o recipientes pueden
retirarse alternadamente y reemplazarse en un soporte adecuado
durante el procedimiento, o uno o ambos bloques donante y recipiente
pueden mantenerse en su lugar en los soportes designados donante y
recipiente, uno de los cuales puede desplazarse desde la posición
operativa del punzón, por ejemplo por medio de pivotaje del soporte
sobre un eje vertical. Además, los bloques donante y recipiente
pueden retirarse y pueden alternarse con uno o más bloques donantes
o recipientes para crear más de una matriz a partir de un conjunto
de bloques donantes. Además, el o los soportes pueden diseñarse
para sostener dos o más bloques donantes o recipientes, u otros
elementos como recipientes o cajas de residuos para los núcleos
retirados del bloque recipiente al formar los recipientes.
El punto adecuado en el que se hace la punción
del bloque donante puede determinarse de cualquier manera
convencional. Por ejemplo, una sección del bloque donante (que se
supone representativa del tejido incrustado en todo el bloque
donante) puede montarse en una lámina, inspeccionarse al
microscopio, y los sitios objetivo pueden trazarse y registrarse,
por ejemplo, en un ordenador. Luego, un sitio objetivo disponible
puede seleccionarse y se hace una punción del bloque donante en el
sitio seleccionado mediante ajuste manual de los accionadores
micrométricos, o mediante la introducción de las coordenadas X-, Y-
a un medio de colocación CNC controlado. Alternativamente, la
lámina hecha del bloque donante puede teñirse para revelar
estructuras de interés si es necesario, y superponerse al bloque
donante, y el punzón donante puede alinearse sobre el sitio
objetivo. Luego, puede retirarse la lámina, y el punzón donante
desciende para punzar el bloque donante en la posición
seleccionada.
Los accionadores micrométricos u otros medios de
colocación lineal de precisión pueden usarse para recolocar la
unidad de punción en incrementos regulares de una posición a la
siguiente posición adyacente con respecto a la matriz del bloque
recipiente, o para recolocar el bloque recipiente y/o bloque
donante con respecto a la unidad de punción.
Es claramente deseable que el punzón donante
alcance exactamente la misma posición que alcanza el punzón
recipiente en el bloque recipiente para un ajuste dado de los
accionadores micrométricos. Además es deseable que este movimiento
sea fácil de accionar a mano en un instrumento operado manualmente.
Esto se logra proporcionando al menos una primera y segunda
unidades de punción en una plataforma de punzones montada sobre un
carro de la plataforma de punzones y que puede desplazarse entre al
menos una primera y una segunda posiciones con respecto a dicho
carro de la plataforma de punzones, dichas posiciones se definen
con precisión mediante limitadores o topes. En una primera
realización de la invención, los punzones son punzones donantes y
recipientes montados sobre un brazo pivotante en sentido horizontal
o vertical, de tal manera que cuando el elemento pivotante está en
una primera posición el punzón recipiente está en posición de punzar
mediante el movimiento del brazo pivotante hacia el bloque sobre
el cual se está operando, y cuando el elemento pivotante está en la
segunda posición, el punzón donante está en posición de punzar
mediante el movimiento del brazo hacia el bloque sobre el cual se
está operando. En una segunda realización de la invención la
plataforma de punzones está montada en un cursor horizontal. En
cada caso los punzones pueden colocarse alternadamente sobre los
bloques donante o recipiente para punzar agujeros huecos mediante
el movimiento relativo entre el punzón y los bloques (es decir, o
bien los punzones pueden moverse con respecto a los bloques, o bien
los bloques con respecto a los punzones).
Según la presente invención, se emplean al menos
dos punzones (un punzón donante y un punzón recipiente); sin
embargo, es posible emplear tres o más punzones si se desea. Por
ejemplo, es posible proporcionar tres punzones, en los que el
primer punzón tiene el diámetro mínimo y sirve como punzón receptor
con respecto al segundo punzón de diámetro intermedio, que sirve
como punzón donante para el primer punzón. El tercer punzón tiene
el diámetro máximo y sirve como punzón donante con respecto al
segundo punzón de diámetro intermedio, que sirve como punzón
receptor del tercer punzón. Esto permite al operador seleccionar la
medida de punzón más adecuada para una morfología específica de
tejido donante.
Cada punzón está provisto de su propio estilete
para eliminar material del interior del punzón. Cada estilete
tiene un diámetro externo aproximado al diámetro interno del punzón
al que está asociado, pero es ligeramente menor que el diámetro
interno del punzón para que pueda deslizarse dentro del punzón. El
estilete puede operarse a mano o impulsarse con medios mecánicos
(por ejemplo, bobinado), eléctricos, electromagnéticos, neumáticos
o hidráulicos. Los punzones son preferentemente circulares en
sección transversal, pero pueden adoptar cualquier forma, por
ejemplo oval, cuadrada, rectangular, etc. También es posible formar
el estilete de un metal como acero quirúrgico, de plástico como
cloruro de polivinilo con revestimiento de teflón, o de un material
de caucho. El estilete también podría estar hecho de una sección
transversal uniforme, o con un diseño de pistón y émbolo de
pistón, o un diseño acanalado, etc. Incluso se puede formar el
estilete como un globo. La función del estilete hasta puede
llenarse con un medio fluido como aire, aceite o agua bombeado para
expulsar los núcleos de muestras recipientes y/o donantes, sin usar
un estilete sólido.
Una realización adicional del instrumento de la
invención posibilita permitir colocar los bloques donantes en un
soporte de bloques donantes en una posición para extraer los núcleos
de muestra, sin tener que retirar el bloque recipiente de un
soporte del bloque recipiente. Esto se logra en la presente
invención mediante la instalación, por ejemplo, de una placa puente
que puede colocarse justo por encima del bloque recipiente y
apoyada sobre la placa básica. Este puente se retira con facilidad
cada vez que es necesario acceder al bloque recipiente y se coloca
en su lugar para sostener los bloques donantes. Un desplazamiento
del brazo pivotante en la dirección X o Y logra de esta manera un
desplazamiento de la posición operativa del punzón sobre ambos
bloques donante y recipiente. Dado que los bloques donante y
recipiente se mantienen en su lugar en sus soportes respectivos, y
solo un soporte pivota de un lugar a otro, se garantiza
virtualmente que los punzones permanezcan alineados sobre la
posición del donante o recipiente, y así se asegura una operación
rápida, fácil y en posición adecuada.
La presente invención se describirá a
continuación en detalle con referencia a las figuras. Los elementos
idénticos en la primera y segunda realizaciones se designarán con
los mismos números de referencia.
La figura 1 muestra en forma semiesquemática las
múltiples características del instrumento según una primera
realización de la invención. En la realización ilustrada, el punzón
recipiente 1 es más pequeño y se usa para producir agujeros en el
bloque recipiente 4. El punzón donante 2 es mayor, y tiene un
diámetro interno que corresponde al diámetro externo del punzón
recipiente 1. El punzón donante 2 se usa para obtener los núcleos
de muestra del bloque donante 19 e implantarlos en los agujeros
formados por el punzón recipiente 1 en el bloque recipiente 4. Los
bloques con cavidades 24, 25 y abrazaderas 41 (figura 3) se usan
para sostener los punzones respectivos en el brazo pivotante 26. El
brazo pivotante 26 está montado de manera que puede pivotar sobre
el carro o cursor vertical 7 a través del soporte pivotante 3. El
cursor 7 se mueve verticalmente (eje Z) sobre el riel 28 que se
mueve adelante y atrás (eje Y) sobre el cursor horizontal 8
controlado por el accionador 10. El cursor 8 se mueve lateralmente
(eje X) sobre el cursor 9 controlado por el accionador 11. El
cursor 9 está asegurado a la placa básica 6.
También fijados a la placa básica 6 están los
imanes 23 que sostienen la placa ferromagnética 22 contra la placa
básica y contra los rebordes o topes 21 y 27. La placa
ferromagnética 22 es parte del soporte del bloque recipiente 5 que
sostiene al bloque recipiente 4. Pueden verse múltiples agujeros y
muestras dispuestos sobre un patrón de cuadrícula
X-Y o matriz en el bloque 4. Así, el soporte 5, que
incluye la placa 22 y contiene al bloque 4 puede retirarse y
reinsertarse con facilidad en la misma posición sobre la base 6,
pero está sostenido con firmeza cuando se encuentra en su
sitio.
El bloque 4 está formado de parafina o un
material similar. Los agujeros recipientes individuales pueden
punzarse sobre el bloque inmediatamente antes de cortar e implantar
la muestra donante, o bien un patrón de cuadrícula entero de
agujeros recipientes puede grabarse en el bloque recipiente antes de
recoger las muestras del bloque donante. Sin embargo, debido al
carácter amorfo del bloque donante ceroso, se prefiere punzar los
agujeros recipientes inmediatamente antes de transplantar las
muestras donantes, para asegurar el máximo grado posible de
alineación.
En la realización ilustrada las barras
espaciadoras 13 y 14 están aseguradas permanentemente al brazo
pivotante 26. Cada barra espaciadora está provista de un tornillo
de ajuste 15, cada tornillo está en contacto con un lado opuesto
del mismo tope 12, el tope 12 está fijo con respecto al cursor 7, y
así limita el movimiento pivotante y define cuándo el brazo
pivotante está en la primera o segunda posición. Los tornillos de
ajuste permiten definir con precisión el fin exacto del trayecto.
Así, en un extremo del trayecto el punzón donante 2 se coloca
alineado sobre un agujero específico en el bloque recipiente (como
en el dibujo). En el otro extremo del trayecto, el punzón
recipiente 1 está precisamente sobre la misma ubicación, siempre
que no se hayan accionado los accionadores 10 y 11 de los ejes X e
Y.
El brazo pivotante puede tener una tendencia
dada por un resorte a una de las dos posiciones extremas, de modo
que el suministro de energía o aplicación de una fuerza superior
opuesta es lo único que se necesita para hacer pivotar al brazo a
la posición alternativa, y la desactivación o cese de la aplicación
de fuerza es lo único que se necesita para que el brazo pivotante
vuelva a la posición inicial. Alternativamente, el resorte puede
ser un resorte de dos estados, de modo que ante un pivotaje manual
del brazo pivotante de la primera posición a la segunda posición o
de la segunda posición a la primera posición, el brazo pivotante
permanece en la posición final en la que está colocado. En la
realización ilustrada, la aguja 17 sobresale de la parte trasera
del brazo 26 y la aguja 18 sobresale de la parte frontal del cursor
7. El resorte de dos estados 16, un resorte de compresión, conecta
ambas agujas. Este resorte tiene una energía almacenada máxima
cuando el brazo pivotante está en la mitad de su trayecto, y mínima
cuando el brazo está en cualquier extremo de su trayecto. Así,
salvo cuando se ejerce una presión manual externa para cambiar las
posiciones de punción, el brazo se mantiene contra una de las dos
posiciones de detención. Por supuesto, puede usarse cualquiera de
varios medios para que el brazo pivotante tenga una tendencia a la
posición extrema, por ejemplo la gravedad, resortes de torsión,
etc.
En la realización ilustrada, el bloque de tejido
donante 19 descansa sobre un puente que puede retirarse 20 que
puede estar apoyado o moverse libremente a ambos lados del soporte
del bloque recipiente 22. Es evidente que el bloque donante podría
también estar provisto de un brazo pivotante en sentido horizontal,
preferentemente un brazo con dos uniones pivotantes, de modo que
cualquier punto del bloque donante podría colocarse debajo del
punzón donante.
Aunque hay muchas maneras de construir un
dispositivo dentro del espíritu de la invención, el principio de
operación seguiría siendo el mismo, y la operación de la realización
que se ilustra en las figuras 1 y 2, en la que se realiza el
pivotaje manualmente y en la que la punción de núcleos está
automatizada, se describirán a continuación con más detalles. El
procedimiento de punción de un bloque recipiente será el mismo
procedimiento para punzar el bloque donante. Por ello, solo el
procedimiento de punción del bloque recipiente se describirá en
detalle.
El ciclo de transferencia de especímenes
comienza cuando el operador coloca el punzón recipiente en posición
sobre el bloque recipiente y mueve el punzón recipiente en sentido
vertical descendente y penetra el bloque recipiente para producir
un agujero hueco. La perforación comienza cuando la punta del
punzón toca la superficie del bloque. En un procedimiento manual,
este contacto se detecta por la vista y el tacto. En un instrumento
de matriz de tejidos semiautomático o automático, el ordenador u
otro sistema de control debe ser capaz de detectar la superficie
de los bloques (en especial de los bloques donantes). Estos bloques
pueden venir de diferentes fuentes, entre ellas bloques recién
producidos y bloques de archivo, así como bloques de muchos
laboratorios o clínicas diferentes. Así, la altura de estos bloques
puede variar ampliamente. Incluso los bloques recipientes hechos
todos al mismo tiempo en el mismo laboratorio pueden presentar
diferencias de altura por la naturaleza del material de parafina,
los moldes y el proceso de enfriamiento.
Por supuesto, en caso de que la función del
estilete no se realice con un émbolo sólido sino con un medio
fluido como aire, aceite o agua, la detección de la superficie
diferiría de la arriba descrita, por ejemplo, usando contrapresión
para detectar cuándo el punzón está vacío pero cerca de la
superficie. Esto funciona bien, especialmente con el aire, ya que
las pérdidas no serían un problema y es robusto y sencillo y
dejaría de "empujar" una vez que el núcleo o muestra
estuvieran fuera del punzón. Habría, por ejemplo, un suministro de
aire comprimido 52 con válvulas 51 conectado por una manguera de
aire 53 a la parte superior 54 de uno o ambos punzones 55, con un
detector de presión 56 en comunicación fluida con la manguera de
aire 53 cerca del punzón (figura 4).
Como se muestra en la figura 2a, antes de entrar
en contacto con el bloque recipiente 30, el punzón recipiente 2 se
coloca sobre el sitio objetivo del bloque recipiente. Dado que se
desea en la operación del instrumento penetrar a una profundidad o
distancia fija desde la superficie superior del bloque, y dado que
la superficie puede variar en altura de un bloque a otro e incluso
dentro de la superficie superior de un bloque individual
irregular, el instrumento debe hacer descender el punzón la
distancia deseada medida desde la superficie superior en el lugar
de interés. El instrumento debe así ser capaz de detectar la
superficie superior del bloque.
La técnica de instrumentación ha propuesto
varios sistemas ópticos de detección de superficies como
dispositivos de triangulación de diodos láser (por ejemplo
Dynavision Inc. modelo SPR-02, y muchos otros), o
patrones de luz estructurados visualizados por un operador (por
ejemplo Coherent-Ealing catalog \alm{1}
31-0458). Ambos son caros y abultados. Ambos
también sufren de imprecisión, ya que la superficie en cuestión en
la presente invención puede ser parafina o compuestos cerosos
similares que son muy translúcidos. Así, como la luz se refleja y
esparce desde varias alturas diferentes en la parafina y tejido
incrustado, es difícil obtener una indicación precisa de la
superficie real usando estos sistemas ópticos. Además, los sistemas
estructurados de luz requieren la intervención de un operador
humano, lo que evidentemente va en detrimento de la operación
automática deseada.
La presente invención resuelve este problema de
manera sencilla y usa el estilete 32 que ya está presente dentro
del tubo de punción 31 como sonda para detectar la superficie del
bloque. El estilete se fabrica para sobresalir una distancia
conocida y fija desde el fondo del tubo de punción cuando el tubo
de punción está vacío de material donante o recipiente y el
estilete se ha extendido completamente hasta el fondo del punzón.
Así, a medida que el punzón desciende hacia el bloque, el estilete
será el primer elemento que toque el bloque como se muestra en la
figura 2b. El estilete flota libremente en esta etapa del ciclo (es
decir, el motor paso a paso, si se emplea, está desactivado), así
no penetrará el bloque 30 cuando el tubo de punción 31 descienda
aun más. La punta del estilete quedará apoyada sobre la superficie
del bloque pero el punzón continuará descendiendo con respecto al
bloque y con respecto al estilete. Esto equivale a decir que el
estilete se eleva con respecto al tubo de punción. Este movimiento
relativo puede detectarse de varias maneras sencillas, precisas y
robustas, lo que genera una señal que se dirige a un ordenador u
otro medio de control (no mostrado). El medio de control puede
entonces registrar la señal correspondiente a la posición actual del
punzón, y así registra la posición de la superficie del
bloque.
Aunque los medios ópticos, electromagnéticos u
otros podrían usarse para detectar este movimiento, un circuito de
discontinuidad eléctrica sencillo ha demostrado ser lo más útil,
robusto y sencillo, así como muy barato y no requiere
prácticamente espacio en la región del instrumento que ya está
atestada. Por ejemplo, como se muestra en las figuras
2a-2e, el centro del estilete 32 (no mostrado en la
figura 1) y el tubo de punción 31 están hechos típicamente de un
material que conduce la electricidad como el latón. El estilete y
tubo de punción están provistos, cerca de sus extremos superiores o
en ellos, de pestañas radiales o cuellos 34 y 33, respectivamente.
Un aislamiento eléctrico 35, como una manga de plástico o caucho,
puede estar instalado entre el estilete 32 y la pestaña del
estilete 34. El tubo de punción 32 está conectado a tierra por la
grapa que lo sostiene, y la pestaña del estilete 34 está adherida a
un cable flexible. Por supuesto, la pestaña del estilete podría
estar conectada a tierra, y el punzón conectado a la corriente.
Cuando el estilete está en la posición más baja del trayecto con
respecto al tubo de punción, el punzón y las pestañas del estilete
33, 34 están en contacto eléctrico como se muestra en la figura 2a.
Cuando el estilete 34 entra en contacto con la superficie del
bloque durante un movimiento descendente del punzón, este contacto
eléctrico de pestaña a pestaña se rompe y se envía una señal (o se
interrumpe) al controlador, como se muestra en la figura 2b. El
ordenador o controlador (no mostrado) registra la posición de la
superficie en este lugar de la matriz, y proporciona señales de
control para continuar moviendo el punzón abajo durante una
distancia predeterminada hasta que el tubo de punción 31 ha
penetrado la distancia deseada en el bloque 30, como se muestra en
la figura 2c. A medida que el material del bloque entra en el tubo
de punción, el estilete y la pestaña del estilete, que flotan
libremente, continúan elevándose con respecto al tubo de
punción.
Una vez que el tubo de punción 31 ha penetrado
la distancia deseada en el bloque 30, el controlador envía una
señal para elevar el punzón (es decir, elevar el carro o cursor
vertical 7, incluyendo el soporte de pivotaje 3, el brazo
pivotante 26 y los punzones 1, 2 montados sobre el brazo pivotante
26). Dado que el material dentro del tubo de punción se liberará
del bloque 30 y permanecerá en el tubo, el bloque recipiente
presentará un agujero cilíndrico 36 después de haber extraído el
tubo de punción. Si se desea, para facilitar la liberación del
material nuclear del bloque antes de elevar el punzón, se
proporciona la barra de dos estados 39, que puede moverse adelante
y atrás para asegurar la liberación total del material nuclear.
A continuación, se coloca una bandeja para
residuos debajo del punzón recipiente elevado, o se hace pivotar
el punzón recipiente afuera a la posición inactiva y en ese momento
la punta del punzón recipiente se coloca sobre una bandeja de
residuos, y el controlador envía una señal para que el estilete
vuelva a la posición inicial en que la punta del estilete sobresale
del extremo del tubo de punción recipiente. A medida que el
estilete vuelve a la posición inicial, el estilete expulsa cualquier
material del interior del tubo de punción recipiente. El contacto
del estilete con las pestañas 34, 33 del tubo de punción envía una
señal al controlador de que el estilete ha vuelto correctamente a
la posición inicial y está listo para su uso. Si el estilete no
vuelve a la posición inicial, se puede generar una señal de fallo
y/o alarma y producir la interrupción automática del procedimiento
de construcción de la matriz. Evidentemente, con la facilidad de
empujar hacia abajo la pestaña 34 del estilete manualmente, esta
parte de la operación puede hacerse a mano si se desea.
Como se describió arriba, además del punzón
recipiente 2, un punzón donante 1 está instalado sobre el brazo
pivotante 26. El pivotaje manual o automático del brazo pivotante
sobre un eje horizontal de una posición extrema a la otra posición
extrema es lo único que se necesita para producir el cambio de
punzones alineados con precisión, en este caso, el reemplazo del
punzón recipiente por el punzón donante. El tope final 12 y el
resorte de dos estados 16 permiten que cualquiera de los dos
punzones se desplace a la posición paralela al eje de
desplazamiento vertical (o eje Z) y se quede retenido allí.
El punzón donante 1 es similar en construcción
al punzón recipiente, salvo porque el diámetro interno del tubo de
punción donante tiene un tamaño que corresponde al diámetro externo
del tubo de punción recipiente.
A continuación, un bloque donante 19 se coloca
debajo del punzón donante 1. Esto puede hacerse retirando el
bloque recipiente 4 del soporte 5 y reemplazándolo con el bloque
donante 19. Alternativamente, el bloque donante puede estar
instalado en un brazo que se balancea sobre dos pivotes
horizontales, de modo que cualquier punto del bloque puede
colocarse con facilidad debajo del punzón donante. Por facilidad de
operación y simplicidad de fabricación, el bloque donante puede
instalarse simplemente en un puente 20 diseñado para ajustarse
sobre el bloque recipiente. Aunque puede no ser necesaria una
colocación precisa del bloque donante, es posible hacerlo de
manera sencilla simplemente mediante la alineación de los soportes
del puente con los rebordes o topes 21 y 27 del soporte 5. El
puente, que puede retirarse, se coloca en su posición con un bloque
donante colocado encima de él. Cuando el bloque donante está
colocado con precisión, se envía una señal al controlador, que a
continuación envía una señal para que descienda el cursor 7,
incluido el punzón donante 1.
El punzón donante se emplea para retirar un
núcleo de muestra de tejido del bloque donante de la misma manera
que el punzón recipiente retira un núcleo de material del bloque
recipiente. Un movimiento vertical del punzón con respecto al
bloque donante (es decir, hacer descender el punzón o elevar el
bloque donante, seguido de un movimiento inverso) se usa para
obtener un núcleo de muestra de una región de interés del bloque
donante, donde el control del procedimiento es el mismo arriba
descrito para el punzón recipiente.
A continuación, el puente y bloque donante se
retiran, y el punzón donante desciende verticalmente justo encima
del agujero en el bloque recipiente, la posición de la superficie
del bloque recipiente se ha medido y grabado como parte de la
etapa de formación de agujeros nucleares en el bloque recipiente.
En este momento el estilete se usa para expulsar el núcleo de
muestra del tubo de punción donante al agujero cilíndrico en el
bloque recipiente. Dado que no se ha retirado ni reemplazado el
bloque recipiente, se asegura la colocación precisa del bloque
recipiente.
De esta manera, un ciclo del procedimiento de
formación de la matriz de tejido se ha completado. El siguiente
ciclo comienza cuando el punzón se recoloca con respecto al bloque
recipiente. Los accionadores micrométricos manuales permiten la
recolocación fina del brazo pivotante, y por tanto de los punzones,
en los ejes X e Y con respecto al bloque recipiente que se mantiene
en la base por medio de imanes y de donde puede retirarse. Cuando
la posición lateral se ha cambiado incrementalmente a la siguiente
posición con los accionadores 10 u 11, el ciclo se repite.
Puede hacerse cualquier secuencia de
sustituciones de bloques donantes o sustituciones de bloques
recipientes, lo que produce cualquier composición deseada de matriz
de tejido. Es posible proporcionar una bandeja alargada para
colocar múltiples bloques donantes o recipientes.
Se conocen bien programas de ordenador o
controladores para colocar y accionar instrumentos y no hace falta
describirlos en detalle en el presente documento. Puede hacerse
referencia a la patente estadounidense 4.979.093 (Laine y col.)
titulada "XYZ Positioner"; la patente estadounidense 3.665.148
(Yasenchak y col.) titulada "Six-Axis
Manipulator"; la patente estadounidense 5.355.304 (DeMoranville y
col.) titulada "Clinical Laboratory Work-Flow
System which Semi Automates Validated Immunoassay and
Electrophoresis Protocols"; la patente estadounidense 4.484.293
(Minucciani y col.) titulada "Dimensional Measurement System
Served by a Plurality of Operating Arms and Controlled by a
Computer System"; y las patentes estadounidenses 5.567.715 y
5.355.439 (Bernstein) tituladas "Method and Apparatus for
Automated Tissue Assay".
Una vez que la cantidad deseada de muestras de
tejido se han transplantado del bloque o bloques donantes al
bloque recipiente, los "chips de tejido" pueden formarse
cortando en rebanadas el bloque de matriz de tejido en cientos de
secciones finas consecutivas de, por ejemplo, 5 micrómetros de
espesor, con medios tradicionales (es decir, microtomos como Model
Cut 4055^{TM} de Olympus Corp. de Tokio, Japón, etc.; véanse, por
ejemplo, las patentes estadounidenses nº 664.118; 2.292.973;
2.680.992; 3.420.130; 3.440.913; 3.496.819; 3.799.029; y
3.975.977) para crear múltiples secciones casi idénticas, en las que
cada uno de los núcleos donantes está entonces representado como
puntos minúsculos en una lámina común de vidrio de microscopio. Los
análisis que pueden realizarse en los especímenes donantes incluyen
análisis inmunológico, hibridación de ácido nucleico y
caracterización clínico patológica del espécimen.
A continuación, se describirá una realización
alternativa de la invención como se muestra en la figura 3, en la
que el mecanismo del brazo pivotante usado para recolocar los
punzones en la figura 1 se reemplaza con un mecanismo de cursor
horizontal. La plataforma de punzones deslizante 37 se desliza
sustancialmente de manera horizontal sobre un cursor 38 que está
fijado al cursor vertical 7. Aunque esto se muestra como un
movimiento en el eje X, también podría disponerse para el eje Y, o
en cualquier otra dirección sustancialmente horizontal. El cursor
7 proporciona el movimiento de punción vertical como en la
realización de la figura 1. Los cursores 8 y 9 sobre los ejes X e
Y y sus accionadores respectivos 10 y 11 funcionan como en la
figura 1, y el cursor 9 está adherido a la plataforma o base 6.
Además, como en la figura 1, se muestra un bloque recipiente 4 y
componentes asociados 5, 22, 21 y 27.
La plataforma de punzones deslizante 37 se
desplaza a cualquier lado hasta que cualquier tope de ajuste 15 en
los soportes de los topes 13 y 14 entra en contacto con una parte
del cursor 7 o una parte adherida a él. Pueden usarse resortes de
dos estados como en la figura 1, y el movimiento puede ser manual o
automático. Se usan unidades de punción similares o iguales a las
de la figura 1, aseguradas a diferentes posiciones laterales de la
placa 37. Nótese que más de dos unidades de punción pueden estar
adheridas a esta placa. Pueden, por ejemplo, sostener conjuntos de
punzones con diferentes tamaños o formas para que el operador o
controlador seleccione.
Se muestran Las abrazaderas de resorte 41, una
para cada uno de los dos punzones. Las abrazaderas se sostienen
con tornillos 42 y a su vez sostienen a los punzones 1 y 2 en los
bloques en v 24 y 25. La abrazadera del punzón 1 se muestra en una
vista en despiece y la abrazadera del punzón 2 se muestra colocada
en su lugar. Cada punzón tiene una ranura circunferencial 45 que
entra en contacto con una protuberancia, lengüeta o aguja (no
mostrada) en el bloque en v, a la vez que permite girar el punzón
sobre su propio eje. (Hay muchas otras maneras de implementar esta
colocación vertical, como una protuberancia circunferencial en el
punzón y una ranura en el bloque en v, o usar las superficies
superior e inferior del centro del punzón, etc.). Las asas 39
adheridas a los centros de los punzones puede usarlas el operador
para rotar los punzones sobre sus propios ejes para liberar los
núcleos donantes y recipientes para su extracción de los bloques
respectivos.
Un tornillo de detención de profundidad 46 en un
brazo 40 adherido al cursor 7 puede ajustarse para detener el
movimiento vertical del cursor 7 cuando el tornillo toca los
extremos del cursor 28. Este ajuste de profundidad es
especialmente útil para la punción manual del bloque recipiente,
dado que los agujeros en él normalmente serán todos de la misma
profundidad.
Como realización alternativa del puente usado
para colocar el bloque donante como se muestra en la figura 1, un
brazo pivotante 29, adherido a la plataforma 6 con un pivote 30
puede usarse para sostener el o los bloques donantes. El brazo
pivotante puede balancearse hasta llegar a su posición encima del
bloque y soporte recipiente, o salir del medio. Por supuesto, como
se describió antes, el soporte del bloque o este brazo pivotante
podrían moverse en el eje Z con respecto al punzón de manera similar
al punzón que se mueve en el eje Z con respecto a un soporte
estático del bloque o brazo pivotante. Una plataforma semejante
puede colocarse sobre un puente encima del bloque donante, para
ayudar a visualizar el bloque donante y seleccionar el sitio
objetivo.
Con respecto a la descripción anterior,
entonces, nótese que las relaciones dimensionales óptimas para las
partes de la invención, que incluyen variaciones en tamaño,
materiales, forma, configuración, función y modo de operación,
armado y uso, se consideran evidentes y obvias para un experto en
la materia, y todas las relaciones equivalentes a las ilustradas en
los dibujos y descritas en la descripción se consideran
comprendidas en la presente invención.
Por lo tanto, lo precedente se considera solo
como una ilustración de los principios de la invención. Además,
dado que a los expertos en la materia se les ocurrirán con facilidad
múltiples modificaciones y cambios, no se desea limitar la
invención a la construcción y operación exactas mostradas y
descritas, y del mismo modo, puede recurrirse a todas las
modificaciones adecuadas y equivalentes que caigan dentro del
alcance de la invención.
Claims (18)
1. Un instrumento para construir matrices de
tejidos en un bloque recipiente, comprendiendo el instrumento:
un carro de la plataforma de punzones que se
desplaza sobre el eje z;
una plataforma de punzones montada sobre dicho
carro de la plataforma de punzones y que se desplaza entre al
menos una primera y una segunda posición con respecto a dicho carro
de la plataforma de punzones, estando dichas posiciones claramente
definidas por limitadores o topes;
al menos una primera y segunda unidades de
punción montadas en dicha plataforma de punzones, comprendiendo
cada unidad de punción un punzón y un estilete cooperante;
medios para sostener un bloque recipiente;
medios para recolocar selectivamente dicho
bloque recipiente y plataforma de punzones sobre los ejes X e Y
uno con respecto a la otra;
medios para guiar el movimiento de al menos uno
de dicho bloque recipiente y carro de la plataforma de punzones
sobre el eje Z uno con respecto al otro;
en el que dicha primera unidad de punción
comprende un punzón recipiente y un estilete asociado y dicha
segunda unidad de punción comprende un punzón donante y un estilete
asociado, teniendo dicho punzón donante un diámetro interno que
corresponde al diámetro externo del punzón recipiente;
en el que cuando dicha plataforma de punzones se
encuentra en dicha primera posición, dicho primer punzón
recipiente está colocado encima de dicho soporte del bloque
recipiente y alineado con dicho eje Z, y cuando dicha plataforma
de punzones se encuentra en dicha segunda posición, dicho punzón
donante está colocado encima de dicho soporte del bloque recipiente
y está alineado con dicho eje Z.
2. Un instrumento según la reivindicación 1,
en el que dicha plataforma de punzones puede pivotar sobre un eje
horizontal (X-) entre al menos una primera y una segunda posición
con respecto a dicho carro de la plataforma de punzones,
extendiéndose los punzones radialmente desde el eje rotación.
3. Un instrumento según la reivindicación 1,
en el que dicha plataforma de punzones puede pivotar sobre un eje
vertical (Z-) entre al menos una primera y una segunda posición con
respecto a dicho carro de la plataforma de punzones, estando los
punzones orientados en paralelo al eje de rotación.
4. Un instrumento según la reivindicación 1,
en el que dicha plataforma de punzones se desplaza linealmente
sobre una guía horizontal entre al menos una primera y una segunda
posición con respecto a dicho carro de la plataforma de
punzones.
5. Un instrumento según la reivindicación 1,
en el que dichos limitadores o topes son limitadores o topes
mecánicos.
6. Un instrumento según la reivindicación 1,
que además comprende medios para ajustar los límites del trayecto
de la plataforma de punzones con respecto a al menos uno de los
limitadores o topes.
7. Un instrumento según la reivindicación 1,
que además comprende un puente retirable para sostener un bloque
donante encima del bloque recipiente o viceversa.
8. Un instrumento según la reivindicación 1,
en el que dicho estilete y punzón tienen extremos proximales y
distales, los extremos distales se ponen en contacto con dichos
bloques, cuando el extremo distal de dicho estilete en posición de
extensión total se extiende más allá del extremo distal de dicho
punzón.
9. Un instrumento según la reivindicación 8,
que además incluye un circuito de discontinuidad, en el que la
continuidad eléctrica de dicho circuito cuando dicho estilete está
en posición de extensión total es diferente de cuando dicho
estilete no está en posición de extensión total.
10. Un instrumento según la reivindicación 1,
que además incluye un medio actuador electromagnético, hidráulico
o neumático para desplazar dicha plataforma de punzones entre dichas
primera y segunda posiciones.
11. Un instrumento según la reivindicación 1,
que además incluye un medio de resorte dispuesto para retener la
plataforma de punzones con firmeza contra uno o más de dichos
limitadores o topes.
12. Un instrumento según la reivindicación 1,
en el que al menos tres punzones están montados sobre dicha
plataforma de punzones.
13. Un instrumento según la reivindicación 2,
en el que al menos tres punzones están montados en dicha plataforma
de punzones.
14. Un instrumento según la reivindicación 3,
en el que al menos tres punzones están montados sobre dicha
plataforma de punzones.
15. Un instrumento según la reivindicación 4,
en el que al menos tres punzones están montados sobre dicha
plataforma de punzones.
16. Un instrumento según la reivindicación 1,
que incluye un medio para sostener múltiples bloques
recipientes.
17. Un instrumento para construir una matriz de
tejidos, comprendiendo dicho instrumento:
un medio para colocar un primer bloque de
material;
un brazo pivotante que pivota entre al menos una
primera posición y una segunda posición;
un medio de soporte para colocar selectivamente
dicho elemento pivotante sobre los ejes X e Y con respecto a dicho
medio para colocar dicho bloque de material;
un punzón recipiente montado sobre dicho
elemento pivotante, incluyendo dicho punzón recipiente un tubo del
punzón recipiente y un estilete recipiente guiado dentro de dicho
tubo del punzón recipiente, teniendo dicho estilete recipiente un
diámetro externo que se aproxima al del diámetro interno del tubo
del punzón recipiente;
un punzón donante montado sobre dicho elemento
pivotante, incluyendo dicho punzón donante un tubo del punzón
donante y un estilete donante guiado dentro de dicho tubo del punzón
donante, teniendo dicho estilete donante un diámetro externo que
se aproxima al del diámetro interno del tubo del punzón
donante;
en el que cuando dicho elemento pivotante está
en dicha primera posición, dicho punzón recipiente está en una
posición operativa, y en el que cuando dicho elemento pivotante está
en dicha segunda posición dicho punzón donante está en una
posición operativa.
18. Un instrumento para construir matrices de
tejidos en un bloque recipiente, comprendiendo el instrumento:
un carro de la plataforma de punzones que se
desplaza sobre el eje z;
una plataforma de punzones montada sobre dicho
carro de la plataforma de punzones y que se desplaza entre al
menos una primera y una segunda posición con respecto a dicho carro
de la plataforma de punzones, estando dichas posiciones claramente
definidas por limitadores y topes;
una manguera flexible;
al menos un primer y un segundo punzones
montados en dicha plataforma de punzones, teniendo cada punzón un
canal central hueco comunicado con dicha manguera flexible;
fluido a presión conectado a dicha manguera
flexible por medio de una válvula;
medios de detección de presión conectados a
dicha manguera flexible;
medios para sostener dicho bloque
recipiente;
medios para recolocar selectivamente dicho
bloque recipiente y plataforma de punzones sobre los ejes X e Y
uno con respecto a la otra;
medios para guiar el movimiento de al menos uno
de dicho bloque recipiente o dicho carro de la plataforma de
punzones sobre el eje Z uno con respecto al otro;
en el que dicho punzón donante tiene un diámetro
interno mayor al del punzón recipiente,
en el que cuando dicha plataforma de punzones se
encuentra en dicha primera posición, dicho punzón recipiente está
colocado encima de dicho soporte del bloque recipiente y alineado
con dicho eje Z, y cuando dicha plataforma de punzones se
encuentra en dicha segunda posición, dicho punzón donante está
colocado encima de dicho soporte del bloque recipiente y está
alineado con dicho eje Z.
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