Microchip basado en ondas acústicas separa células tumorales con precisión en tiempo real

Un equipo de investigadores ha diseñado un dispositivo miniaturizado basado en ultrasonido capaz de separar células tumorales de la sangre con alta precisión, lo que podría ayudar en la detección temprana del cáncer y facilitar diagnósticos en tiempo real.

El desarrollo, realizado en la Universidad Tecnológica K. N. Toosi (KNTU), es un dispositivo microfluídico tipo “lab-on-a-chip” que emplea ondas acústicas superficiales estacionarias (SSAW) para separar células tumorales circulantes (CTCs) -un biomarcador clave en oncología que permite detectar la presencia de tumores antes de que se manifiesten clínicamente- de los glóbulos rojos en muestras de sangre periférica. Las ondas acústicas superficiales estacionarias generan campos de presión dentro de un microcanal especialmente curvado, y son capaces de mover las células suavemente dentro del canal sin dañarlas, separando las tumorales de las células sanguíneas normales y dirigiéndolas hacia una salida específica para su análisis.

A través de simulaciones avanzadas y pruebas físicas con microesferas, el equipo demostró que el chip puede recuperar hasta el 100% de las células objetivo bajo condiciones optimizadas. Además, se integraron modelos matemáticos y algoritmos de aprendizaje automático (differential evolution y particle swarm optimization) para predecir trayectorias celulares y ajustar los parámetros en tiempo real, para maximizar la eficiencia de separación y minimizar el consumo energético. El resultado es una plataforma precisa, escalable y adaptable a entornos clínicos.

“El reto era diseñar un chip que, a pesar de su complejidad interna, fuera simple de usar por profesionales médicos”, explicó Afshin Kouhkord, uno de los desarrolladores del proyecto. 

Los investigadores ya trabajan en convertir este sistema en un dispositivo portátil, capaz de funcionar con baterías en entornos clínicos con pocos recursos. La idea es que pueda ser utilizado como parte de herramientas de diagnóstico temprano, especialmente en medicina personalizada y atención en el punto de atención (point-of-care).