ES2650249T3 - Dispositivo para la captura de partículas biológicas, y su utilización - Google Patents

Dispositivo para la captura de partículas biológicas, y su utilización Download PDF

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ES2650249T3 ES09740383.6T ES09740383T ES2650249T3 ES 2650249 T3 ES2650249 T3 ES 2650249T3 ES 09740383 T ES09740383 T ES 09740383T ES 2650249 T3 ES2650249 T3 ES 2650249T3
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Abstract

Dispositivo adecuado para la captura de las partículas biológicas en suspensión en un medio líquido y adecuado para la preparación de las muestras biológicas para análisis citológico, que comprende: - un tubo (101) que comprende un primer y un segundo extremos, - estando el primer extremo de dicho tubo cerrado por la superficie de una membrana filtrante (102) inmovilizada por encolado sobre la sección de las paredes de dicho tubo, - un pistón (104) que comprende una varilla (107) unida a un medio de apoyo (108), deslizando dicha varilla según un eje paralelo a las paredes del tubo (101), desplazándose dicho pistón libremente según el eje vertical del tubo (101), y no estando los bordes del medio de apoyo (108) del pistón (104) en contacto permanente con la superficie de la pared interna del tubo (101), - un bloque (103) de material absorbente hidrófilo colocado en el interior del tubo (101), intercalado entre (i) la superficie interna de la membrana filtrante (102) y (ii) el medio de apoyo (108) del pistón (104), teniendo dicho material absorbente hidrófilo la propiedad de hincharse cuando se pone en contacto con un medio líquido acuoso.

Description

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de la invención significa que un flujo de gas o de líquido puede circular libremente, entre (i) el compartimiento inferior del tubo (101) delimitado por la membrana filtrante (102) y la superficie inferior del medio de apoyo (108) del pistón (104), (ii) el compartimiento superior del tubo (101) delimitado por la superficie superior del medio de apoyo (108) del pistón (104) y el extremo superior del tubo (101) localizado a nivel del tapón (105), y (iii) la atmósfera exterior con la que el volumen interior está en comunicación por el orificio central (106) del tapón (105).
A título ilustrativo, cuando el tubo (101) consiste en un tubo cilíndrico, el medio de apoyo (108) del pistón (104) es ventajosamente circular y su diámetro es ligeramente inferior al diámetro de la pared interna del tubo (101), a fin de permitir un desplazamiento fácil del pistón a lo largo del eje vertical del tubo (101). Por ejemplo, la presente invención abarca el modo de realización en el que el diámetro de la pared interior del tubo (101) es de 21 mm y el diámetro del medio de apoyo (108) del pistón (104) es de 20 mm.
Otro modo de realización particular del dispositivo de la invención para capturar unas partículas biológicas en suspensión en un medio líquido se ilustra, en diferentes etapas de un procedimiento para su realización, en las figuras 5 a 7.
En referencia más particularmente a la figura 5, este modo particular de realización del dispositivo de la invención comprende una parte superior ensanchada en forma de embudo, que favorece su estabilidad dentro del líquido en el que dicho dispositivo se sumerge cuando se utiliza para un análisis, por ejemplo un análisis citológico de una extracción de tejido biológico.
En el modo de realización representado en la figura 5, el tubo (101) comprende dos secciones que forman una superficie externa continua, respectivamente:
-una primera sección S1 de tipo cilíndrico cuyo extremo consiste en el primer extremo de dicho tubo que está cerrado por la superficie de una membrana filtrante (102), y cuyo otro extremo forma una superficie externa continua con una segunda sección, y
-una segunda sección S2 de tipo troncocónico, cuyo extremo de menor diámetro forma una superficie externa continua con dicha primera sección cilíndrica, y cuyo extremo de mayor diámetro consiste en el segundo extremo del tubo (101).
En la figura 5, el dispositivo de la invención se ha colocado en un recipiente (120) que contiene un líquido (121) a analizar. Como se observa en la figura 5, la superficie externa de la sección (S2) troncocónica del tubo (101) viene en apoyo, debido a la fuerza de gravedad, sobre los bordes (122) del recipiente (120), a fin de bloquear la translación vertical del tubo (101) a una posición dada dentro del recipiente (120).
Por lo tanto, es necesario que el diámetro externo D1 del segundo extremo, es decir el extremo superior, del tubo
(101) sea superior al diámetro interno D2 del recipiente que contiene el líquido a analizar.
En general, los recipientes adecuados para los análisis de extracciones biológicas, en particular los recipientes adecuados para los análisis de citología, poseen unas dimensiones estándar determinadas. En consecuencia, las dimensiones del dispositivo de la invención, y en particular las de la sección S2 troncocónica así como las de la altura total del tubo (101) pueden determinarse antes para adaptarse a cada uno de los tipos de recipientes para análisis biológicos habitualmente utilizados.
Como se representa en la figura 5, una combinación adecuada de (i) la altura H1 de la sección S1 del tubo (101), (ii) el ángulo 0 formado entre las paredes externas de las secciones S1 y S2 y (iii) la altura H2 de la sección S2, permite que la superficie de la membrana filtrante (102) localizada en el primer extremo del tubo (101) esté dispuesta a una distancia adecuada del fondo del recipiente de análisis (120), de manera que la superficie externa de la membrana filtrante (102):
-no esté ni en apoyo ni en contacto cualquiera, con la superficie del fondo del recipiente de análisis (120), y
-esté colocada a una distancia reducida de la superficie del fondo del recipiente de análisis (120) a fin de permitir la recuperación de manera óptima de las partículas biológicas en suspensión y reducir así los riesgos de fallo de recuperación de algunas partículas, por ejemplo de las partículas de densidad elevada, susceptibles de estar en suspensión en el fondo del recipiente (120).
En algunos modos de realización, la altura H1 de la sección S1 es igual a al menos dos tercios de la altura H total del tubo (101).
En el modo de realización del tubo (101) que se representa en la figura 5, dicho tubo comprende además un reborde anular en su extremo superior.
En este modo de realización particular del tubo (101), el extremo de mayor diámetro de la sección S2 del tubo (101)
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Ventajosamente, el recipiente que contiene la suspensión de partículas biológicas es de un tipo conocido, por ejemplo un frasco habitualmente utilizado para el envasado de las extracciones de células o de tejidos con fines de análisis biológico, incluso de análisis citológico o histológico.
Asimismo, el medio líquido que contiene las partículas biológicas en suspensión es de un tipo conocido. Lo más frecuentemente, cuando el análisis citológico proyectado consiste en un análisis de tipos celulares sobre láminas portaobjetos, dicho líquido consiste en un líquido acuoso tamponado que contiene un agente de fijación de las células o de los cuerpos celulares en suspensión. Como agente fijador, se pueden citar en particular unas mezclas a base de alcohol. Por ejemplo, se puede utilizar el agente fijador a base de alcohol comercializado bajo la marca SEDFIX por la compañía SURGIPATH o el comercializado bajo la marca PRESERVCYT por la compañía Cytyc o el comercializado bajo la marca EASYFIX por la compañía Labonord. En otros modos de realización, por ejemplo cuando el análisis citológico ulterior se realiza a partir de células vivas, dicho líquido puede consistir en un medio tampón salino, preferiblemente en un medio de cultivo celular apropiado. En también otros modos de realización, dicho líquido puede consistir en un fluido corporal natural tal como la orina, o también un fluido corporal segregado durante patologías, como una ascitis, un derrame, un quiste o también una supuración.
La duración de la etapa a) es variable. Se trata de la duración necesaria para desplazar el dispositivo de la invención desde su posición de almacenamiento hacia su posición en contacto con la suspensión de partículas biológicas a tratar.
En la etapa b), basta en general con que el extremo del tubo (101) equipado de la membrana filtrante (102) se ponga en contacto con el medio líquido y que la totalidad de la superficie externa de la membrana filtrante esté sumergida en dicho medio líquido. Se genera entonces un flujo de medio líquido a través de la membrana filtrante (102) hacia el interior del tubo (101), y más particularmente hacia el bloque (103) de material absorbente que está posicionado a este extremo del tubo (101). El flujo entrante de medio líquido se genera al mismo tiempo (i) por la fuerza de tensión superficial resultante de las características de energía de superficie del bloque (103) de material absorbente y (ii) por la acción mecánica de aspiración del medio líquido que resulta del aumento de volumen progresivo del material absorbente constitutivo del bloque (103).
En la etapa b), el flujo entrante de medio líquido arrastra las partículas biológicas hacia el interior del tubo (101), siendo las partículas, según la naturaleza de la muestra biológica inicial y según el tamaño de poro de la membrana filtrante (102), total o sólo parcialmente retenidas sobre la superficie externa de la membrana filtrante (102) en contacto con el medio líquido.
La duración de la etapa b) se puede adaptar fácilmente por el experto en la materia, en función de diversos criterios, tales como (i) la densidad final de partículas biológicas retenidas sobre la membrana filtrante deseada, (ii) la concentración de partículas biológicas en suspensión en el medio líquido inicial, y (iii) la capacidad de absorción del bloque (103) de material absorbente.
De manera general, sea cual sea el modo de realización del dispositivo según la invención que se utiliza, la duración de la etapa a) es de al menos 5 segundos, duración necesaria para la generación del flujo entrante de líquido hacia el volumen interior del tubo (101) que arrastra la captura de un número mínimo suficiente de partículas biológicas a la superficie de la membrana filtrante (102).
Se ha demostrado según la invención que con un dispositivo tal como se ha descrito anteriormente que comprende un bloque (103) de material absorbente de viscosa comprimida, la captura sobre la membrana filtrante (102) de un número de partículas biológicas adaptado a su análisis ulterior por citología se obtiene para una duración de la etapa b) que va de 5 segundos hasta varios minutos, según la naturaleza de la muestra biológica inicial, y en particular según la concentración de las partículas biológicas en suspensión en el medio líquido inicial. La duración de la etapa b) puede ser condicionada por el taponamiento de los poros de la membrana filtrante por las partículas, lo que conlleva la interrupción casi total de la absorción y la obtención de capas delgadas de partículas, sin necesitar herramientas de medición complejas.
Al final de la etapa b), el dispositivo se encuentra en un estado que se ilustra en el esquema de cada una de las figuras 2 y 6. En cada una de las figuras 2 y 6, el dispositivo según la invención se presenta en inmersión en el recipiente que contiene las partículas biológicas en suspensión en un medio líquido. El bloque (103) de material absorbente aumentó de volumen, con respecto a su volumen inicial en estado seco representado sobre cada una de las figuras 1 y 5. En la superficie externa de la membrana filtrante (102) de la figura 2, se representan las partículas biológicas (109), inicialmente en suspensión en el medio líquido, y que han sido retenidas. Sobre cada una de las figuras 2 y 6, el pistón (104), cuyo medio de apoyo (108) está todavía en contacto con la superficie superior del bloque (103) de material absorbente, se desplaza en posición alta bajo el efecto del hinchamiento del material absorbente.
Al final de la etapa b) del procedimiento, las partículas biológicas retenidas sobre la superficie externa de la membrana filtrante (102) pueden recuperarse y tratarse según unos métodos convencionales de análisis citológico, por ejemplo por transferencia por réplica, por presión del pistón sobre el bloque (103), a partir de la membrana
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filtrante (102) hacia la superficie de una lámina portaobjetos, después eventualmente la realización ulterior de una etapa de coloración de la preparación, previamente a la realización del análisis citológico, siendo este análisis generalmente efectuado con la ayuda de un aparato de microscopía fotónica.
De manera sorprendente, como se ilustra en la figura 4, se ha mostrado según la invención que la utilización del dispositivo descrito en la presente descripción permite la realización de preparaciones para análisis citológico de calidad al menos igual a las obtenidas con los sistemas conocidos, incluyendo las obtenidas con los sistemas automatizados descritos anteriormente en la presente descripción.
Así, de manera sorprendente, el análisis de una preparación celular obtenida utilizando el dispositivo de la invención muestra que la integridad de las células se conserva frecuentemente tanto o incluso mejor que cuando se utiliza un dispositivo conocido.
Sin estar sujeto a ninguna teoría, el solicitante considera que la mejor integridad de las células que se puede observar con el dispositivo de la invención se debe al hecho de que el caudal del flujo entrante de líquido generado por el bloque (103) de material absorbente es más reducido que el caudal del flujo entrante generado por los sistemas conocidos, en particular por los sistemas en los que dicho flujo entrante se genera poniendo al vacío el compartimiento localizado aguas abajo de la membrana filtrante. Por lo tanto, con el dispositivo de la invención, la detención de las partículas por la membrana filtrante provoca una desaceleración más baja de las partículas y simultáneamente una alteración menor, incluso nula, de su integridad física.
La utilización del dispositivo según la invención presenta otras ventajas, en particular cuando la muestra biológica inicial consiste en una extracción denominada “hemorrágica” en la que están contenidos amplios depósitos de fibrina. Utilizando unos sistemas conocidos con este tipo de extracciones, se obtienen en general unas preparaciones citológicas difíciles de analizar sobre las láminas portaobjetos debido a la presencia de numerosos depósitos de fibrina que se arrastran con las partículas biológicas de interés hacia el filtro.
Por el contrario, con el dispositivo de la invención, se obtienen unas preparaciones citológicas de excelente calidad sobre las láminas portaobjetos, incluso en los casos en los que la muestra inicial consiste en una extracción hemorrágica, es decir que se obtienen unas preparaciones citológicas libres, o sustancialmente libres, de depósito de fibrina. El solicitante considera que esta ventaja adicional del dispositivo de la invención se debe al bajo caudal del flujo que entra en el dispositivo, que no arrastra los depósitos de fibrina conjuntamente con las partículas biológicas de interés.
La utilización del dispositivo según la invención es también ventajosa durante una intervención quirúrgica, por ejemplo durante una citopunción eco-guiada en examen extemporáneo. Se podrá indicar al operario si la muestra de líquido extraído es satisfactoria, lo que le permite repetir el procedimiento en caso de extracción de una muestra que no resulte satisfactoria. Las citopunciones abarcan las de un nódulo mamario, de una metástasis hepática, o también de un tumor de un órgano profundo. Tal utilización del dispositivo de la invención permite reducir el riesgo de procedimientos quirúrgicos repetidos, cuyo aspecto invasivo provoca unos traumatismos inútiles en los pacientes.
Como ya se ha precisado anteriormente, el dispositivo de la invención se utiliza en unos procedimientos de realización de preparaciones citológicas.
Así, la presente invención se refiere también a un procedimiento adecuado para la realización de una preparación citológica a partir de un medio líquido que contiene unas partículas biológicas en suspensión, que comprende las etapas siguientes:
a) colorar un dispositivo tal como se define en la presente descripción en un recipiente que contiene un medio líquido en el que unas partículas biológicas están en suspensión,
b) mantener el dispositivo en dicho recipiente durante un tiempo suficiente para capturar al menos una parte de las partículas biológicas contenidas en el medio líquido sobre la superficie externa de la membrana filtrante (102) del dispositivo,
c) retirar el dispositivo de dicho recipiente, llegado el caso, por tracción sobre la varilla (107) del pistón (104), y
d) recuperar al menos una parte de las partículas biológicas retenidas sobre la membrana filtrante del dispositivo.
En unos modos de realización ventajosos de la etapa d) del procedimiento anterior de obtención de preparaciones citológicas, se ejerce una presión sobre el bloque (103) por acción sobre el pistón (104), a fin de generar un flujo de líquido que sale del interior del dispositivo (101) hacia el exterior, provocando dicho flujo de líquido la retirada de las partículas biológicas inicialmente retenidas sobre la membrana filtrante. Este modo particular del procedimiento se ilustra en cada una de las figuras 3 y 7.
Una vez retiradas de la membrana filtrante (102), las partículas biológicas de interés se recuperan y se someten
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imágenes médicas. En efecto, este tipo de extracción que es actualmente practicado de manera creciente permite la obtención de material de extracción denominado “mixto”, también designado “cito-biopsia”. Se trata de un material biológico compuesto que comprende al mismo tiempo unas células enteras y unos microfragmentos tisulares.
Con el objetivo de optimizar aún mejor la realización de análisis citológicos con un dispositivo para capturar unas partículas biológicas tal como se define en la presente descripción, se ha elaborado también una plataforma multiensayos que comprende una pluralidad de dispositivos según la invención, siendo dicha plataforma multi-ensayos diseñada para realizar simultáneamente una pluralidad de preparaciones citológicas a partir de muestras biológicas inicial.
En referencia a la figura 10, que es un corte transversal vertical de una vista parcial de una plataforma multi-ensayos de la invención, dicha plataforma comprende una pluralidad de dispositivos para capturar las partículas biológicas que son ordenadas de manera determinada sobre la superficie de dicha plataforma. En la figura 10, se representa una serie de tres dispositivos de la invención que se disponen en línea en la plataforma multi-ensayos.
En algunos modos de realización de una plataforma multi-ensayos de la invención, dicha plataforma multi-ensayos comprende una pluralidad de dispositivos para capturar unas partículas biológicas que se ordenan en línea. En estos modos de realización, la plataforma multi-ensayos comprende ventajosamente un número de dispositivos para capturar unas partículas biológicas al menos igual a 2 y como máximo igual a 100.
Al menos igual a 2 abarca al menos igual a 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, o 20. Como máximo igual a 100 abarca como máximo igual a 99, 98, 97, 96, 95, 94, 93, 92, 91, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 24, 23, 22, 21 o 20. En estos modos de realización de la plataforma multi-ensayos, dicha plataforma se presenta en forma de una pinza que comprende una pluralidad de dispositivos para capturar unas partículas biológicas que se ordenan entre sí según un eje lineal único.
En algunos otros modos de realización de una plataforma multi-ensayos, la pluralidad de dispositivos para capturar unas partículas biológicas se ordenan al mismo tiempo según una pluralidad de líneas paralelas entre sí, y una pluralidad de columnas paralelas entre sí y perpendiculares a las líneas. Cada línea y cada columna comprende una pluralidad de dispositivos para capturar unas partículas biológicas. Cuando el número de dispositivos de la invención en cada línea es idéntico al número de dispositivos en cada columna, la plataforma multi-ensayos puede ser de forma cuadrada. En estos modos de realización de la plataforma multi-ensayos, cada línea o cada columna comprende ventajosamente un número de dispositivos para capturar unas partículas biológicas al menos igual a 2 y como máximo igual a 100.
Como se comprende fácilmente, se incluye en la presente invención cualquier otro tipo de disposición ordenada entre sí de los dispositivos para captura de las partículas biológicas en una plataforma multi-ensayos de la invención.
En el modo de realización de una plataforma multi-ensayos representado en la figura 10, los dispositivos para capturar unas partículas biológicas están todos incluidos en una estructura de tipo monobloque. En este modo de realización, la pared de un primer tubo (101) y la pared de un segundo tubo (101) situado cerca del primer tubo están unidas entre sí por la superficie superior de la plataforma. En este modo de realización, (a) la pared de un primer tubo (101), (b) la pared de un segundo tubo (101) situado cerca del primer tubo, y (b) la superficie de la plataforma que une las dos paredes, forman una superficie externa continua, lo que materializa la estructura de tipo monobloque de dicha plataforma. En este modo de realización en forma de monobloque, la estructura de la plataforma multi-ensayos incluye las paredes de cada uno de los tubos (101) incluidos en ésta, se puede realizar por simple moldeo de un material polímero tal como un polietileno, un poliestireno o un polipropileno, según unas técnicas bien conocidas por el experto en la materia. En la base de cada uno de los tubos (101), se monta después una membrana filtrante (102). Después, cada uno de los tubos (101) se equipa de un bloque (103) de material absorbente, previamente al colocar un pistón (104).
En otras formas de realización de la plataforma multi-ensayos de la invención, la estructura de la plataforma se presenta en forma de una bandeja en la que se ha realizado una pluralidad de rebajes de manera ordenada, estando cada rebaje destinado a recibir un dispositivo para capturar unas partículas biológicas, en su forma de realización general descrita en detalle más arriba en la presente descripción. El número y la disposición espacial de los rebajes en la estructura de la plataforma multi-ensayos abarca las posibilidades descritas anteriormente para la disposición espacial de los tubos (101) incluidos en la plataforma de tipo monobloque.
Como se ha representado en la figura 10, cada dispositivo para capturar unas partículas biológicas incluidas en la plataforma multi-ensayos está destinado a introducirse en un recipiente que contiene una muestra biológica a ensayar. En la práctica, es necesario que la disposición de los recipientes sea compatible con la disposición de los dispositivos incluidos en la plataforma multi-ensayos. A fin de satisfacer esta obligación técnica, los recipientes que contienen las muestras biológicas a ensayar están dispuestos ventajosamente de antemano en una gradilla que permite una disposición de dichos recipientes que sea compatible con la disposición de los dispositivos dentro de la plataforma multi-ensayos.
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La disposición de los receptáculos para recipientes de muestra, en la gradilla, es “compatible” con la disposición de los dispositivos incluidos en la plataforma multi-ensayos, cuando cada uno de dichos dispositivos contenidos en la plataforma puede ser introducido en cada uno de los recipientes dispuestos en dicha gradilla. Por supuesto, la plataforma multi-ensayos puede comprender un número de dispositivos para capturar unas partículas biológicas superior al número de recipientes efectivamente dispuestos en la gradilla. En esta situación, se puede realizar un análisis citológico de la totalidad de las muestras contenidas en dichos recipientes, aunque no se utilice la totalidad de los dispositivos contenidos en la plataforma multi-ensayos.
De manera óptima, se disponen tantos dispositivos para capturar unas partículas biológicas en la plataforma multiensayos como recipientes sobre la gradilla correspondiente.
Por otro lado, se utiliza la plataforma multi-ensayos de la invención según las mismas técnicas que las utilizadas para un dispositivo para capturar unas partículas biológicas, que ya se han detallado anteriormente en la presente descripción.
Así, la presente invención se refiere también a una plataforma multi-ensayos que comprende una pluralidad de dispositivos para capturar unas partículas biológicas tales como se definen en la presente descripción.
Preferiblemente, dicha plataforma multi-ensayos se presenta en forma de una estructura monobloque.
La presente invención se refiere también a un sistema adecuado para la captura de las partículas biológicas en suspensión en un medio líquido, comprendiendo dicho sistema la combinación de dos elementos:
-un primer elemento que consiste en una plataforma multi-ensayos tal como se ha definido anteriormente, que comprende una pluralidad de dispositivos para capturar unas partículas biológicas dispuestos, en dicha plataforma, según una disposición determinada, y
-una gradilla destinada a recibir unos recipientes para muestras biológicas, pudiendo dichos recipientes estar dispuestos, en dicha gradilla, según una disposición compatible con la disposición de los dispositivos en dicha plataforma multi-ensayos.
La presente invención se refiere también a un procedimiento adecuado para la realización de una preparación citológica a partir de un medio líquido que contiene unas partículas biológicas en suspensión, que comprende las etapas siguientes:
a) colocar al menos una parte de la pluralidad de dispositivos (101) para capturar unas partículas biológicas contenidas en una plataforma multi-ensayos tal como se ha definido anteriormente en un recipiente, o una pluralidad de recipientes, que contienen cada uno un medio líquido en el que unas partículas biológicas están en suspensión,
b) mantener el o los dispositivos en dicho o dichos recipientes durante un tiempo suficiente para capturar al menos una parte de las partículas biológicas contenidas en el medio líquido sobre la superficie externa de la membrana filtrante (102) de cada uno de los dispositivos (101),
c) realizar una translación de la plataforma multi-ensayos a fin de retirar el o los dispositivos de dicho recipiente o de dichos recipientes correspondientes, y
d) recuperar al menos una parte de las partículas biológicas retenidas sobre la membrana filtrante de cada uno de los dispositivos contenidos en la plataforma multi-ensayos que se ha colocado en un recipiente.
La realización del procedimiento anterior es por otro lado idéntica a la del procedimiento en el que se utiliza un único dispositivo para capturar unas partículas biológicas. Los detalles de esta realización son por lo tanto descritos por otro lado anteriormente en la presente descripción, en relación con el procedimiento de realización de un único dispositivo para capturar unas partículas biológicas.

Claims (1)

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ES09740383.6T 2008-07-29 2009-07-24 Dispositivo para la captura de partículas biológicas, y su utilización Active ES2650249T3 (es)

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