ES3039113T3 - Biopsy/cytology device for sampling cells or tissue in mammals - Google Patents

Abstract

Un dispositivo para separar células o tejido de una cavidad en un sujeto, comprendiendo el dispositivo: un miembro alargado dispuesto para moverse dentro de un lumen de una aguja o un catéter; y al menos un miembro flexible dispuesto en un extremo distal del miembro alargado, en donde el miembro flexible está configurado para llevarse entre una primera configuración restringida dentro del lumen de la aguja o catéter, y una segunda configuración expandida fuera de dicho lumen, en donde el miembro flexible en la segunda configuración expandida está configurado para ajustarse a una geometría interna de una cavidad en la que se inserta el dispositivo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de biopsia/citología para tomar muestras de células o tejidos en mamíferos

Campo técnico

La presente descripción se refiere, en general, a un dispositivo para separar células en una cavidad de un sujeto.

Antecedentes de la técnica

El cáncer de páncreas es actualmente la cuarta causa principal de muertes relacionadas con el cáncer en Occidente, y se estima que su prevalencia será la segunda más alta de todos los cánceres para 2030. El pronóstico sigue siendo muy malo, con una tasa de supervivencia a 5 años de solo 2 %-9 %, la más baja entre todos los cánceres, debido a una etapa avanzada de la enfermedad en el momento del diagnóstico. Las lesiones quísticas pancreáticas son precursoras de la mayoría de los cánceres de páncreas y están presentes en hasta el 40 % de la población general. Por lo tanto, existe una gran necesidad de diagnosticar adecuadamente los quistes pancreáticos según su potencial benigno o maligno.

La aspiración con aguja fina (Fine-Needle Aspiration, FNA) guiada por ultrasonido endoscópico (Endoscopic UltraSound, EUS) de lesiones quísticas, seguida de análisis de células líquidas, se ha utilizado como una herramienta de diagnóstico para diferenciar quistes pancreáticos benignos, potencialmente malignos y malignos. Mientras que los resultados de EUS-FNA de lesiones sólidas son alentadores, los de las lesiones quísticas son deprimentes debido al escaso contenido de células en el líquido quístico. La razón de esta escasez de células es que EUS-FNA elimina el contenido de líquido de los quistes en lugar de su revestimiento o pared que generalmente está cubierta por células. La sensibilidad resultante de este procedimiento varía de 65 % a 95 % y la especificidad de 50 % a 100 %. La precisión media es del 85 %, lo que resulta en situaciones no concluyentes o ambiguas en el 20 % de los casos. Esta falta de información crea situaciones en las que los citopatólogos no pueden realizar un diagnóstico. Intentos de abordar este problema se desarrollaron con un pincel citológico "a través de la aguja" (EchoBrush; Cook Endoscopy, Winston-Salem NC) para su operación a través de agujas 19G, que presentaban material de diagnóstico en el 85,1 % de los casos. Sin embargo, un mayor riesgo de hemorragia llevó a la interrupción de la producción de estos dispositivos.

El documento WO 2018/053402 A1 describe un dispositivo para quistes pancreáticos que se puede desplegar a través de una aguja de ultrasonido endoscópico (Endoscopic Ultrasound, EUS) de calibre 22 en un quiste. El dispositivo es un eje flexible que tiene un extremo distal en forma de "Q en espiral" diseñado para adaptarse a la forma del quiste maximizando el área de contacto y un extremo proximal que puede conectarse a un mango que permite a un operador girar el dispositivo dentro del quiste pancreático para desalojar células del revestimiento quístico.

Sin embargo, el dispositivo mencionado anteriormente aún corre el riesgo de dañar el revestimiento quístico y el extremo distal en forma de espiral puede romperse durante la operación y retraerse hacia el eje exterior. Además, toda la longitud del eje flexible está hecha de Nitinol y, por lo tanto, es cara de fabricar.

El documento US20100298736A1 describe un conjunto de aguja de biopsia que puede usarse en la aspiración endoscópica con aguja fina guiada por ultrasonido. El conjunto de aguja de biopsia puede comprender una aguja exterior y un estilete interior con una región de expansión en su porción de extremo distal.

El documento US20180360481A1 describe un dispositivo de extracción de tejidos que incluye una bolsa que tiene un interior y una pluralidad de elementos de corte que se extienden a través del interior de la bolsa. Los elementos de corte pueden tener un extremo común.

El documento US2767703 describe un dispositivo para obtener muestras de células comprendiendo un tubo alargado, un alambre en el orificio de dicho tubo, un accesorio en un extremo de dicho tubo en el que se sujeta un extremo de dicho alambre, una pluralidad de bucles flexibles de fibras en el otro extremo de dicho alambre y fuera de dicho tubo.

Por lo tanto, existe la necesidad de mejorar los dispositivos y procedimientos conocidos para superar las desventajas mencionadas anteriormente.

Compendio de la invención

Por lo tanto, un objeto de la presente invención es lograr un dispositivo y procedimiento de biopsia/citología mínimamente invasivo que reduzca el daño tisular en el sitio de muestreo al tiempo que aumenta la cantidad de células o tejido recolectado de una cavidad en un sujeto.

Este objeto se logra en un primer aspecto de la presente descripción en el que se proporciona un dispositivo para realizar una aspiración con aguja fina, FNA, o una biopsia con aguja fina, FNB, comprendiendo el dispositivo: una aguja hueca; un miembro alargado dispuesto de forma móvil dentro de un lumen de la aguja; y al menos un miembro flexible dispuesto en un extremo distal del miembro alargado, en donde el miembro flexible tiene una primera configuración restringida dentro del lumen de la aguja y, después del avance del miembro alargado en la aguja, el miembro flexible tiene una segunda configuración expandida fuera de dicho lumen, en donde el miembro flexible está dispuesto para formar al menos un bucle en la segunda configuración expandida. El dispositivo comprende además una vaina tubular dispuesta fuera del miembro alargado y configurada para moverse a lo largo del miembro alargado dentro del lumen de la aguja para entrar en contacto con el bucle expandido fuera del lumen.

Al proporcionar un dispositivo con un miembro alargado y un miembro flexible en forma de bucle dispuesto en un extremo distal del mismo, es posible aumentar el número de células recolectadas en un procedimiento de muestreo al tiempo que se reduce el riesgo de dañar el tejido en el sitio de muestreo. La forma de bucle permite que el miembro flexible se adapte a la forma deseada de la geometría interna de la cavidad de una manera simple. Además, la forma de bucle reduce la distancia requerida para hacer avanzar el miembro alargado antes de alcanzar la configuración expandida completamente desplegada del miembro flexible. La vaina tubular protege el miembro flexible de la rotura durante el avance, la operación y la retracción en relación con la aguja hueca en la que se inserta el dispositivo.

En una realización, el miembro flexible es un alambre superelástico, preferiblemente hecho de una aleación con memoria de forma. La superelasticidad, especialmente las aleaciones con memoria de forma como el níquel titanio, permite que el miembro flexible adopte la forma deseada de la geometría interna de la cavidad, por ejemplo, un quiste, cuando el dispositivo se inserta en ella.

En una realización, al menos una porción del miembro flexible tiene una forma sustancialmente helicoidal en la que el eje de la hélice es sustancialmente paralelo a una dirección de extensión general del miembro flexible. La forma helicoidal proporciona un borde áspero para facilitar el raspado de las células del revestimiento/pared interna de la cavidad.

En una realización, al menos una porción del miembro flexible tiene una estructura dentada, por ejemplo, que exhibe una pluralidad de dientes. Preferiblemente, la estructura dentada se logra por medio de una microestructura mecanizada o dispuesta en una superficie del miembro flexible. La estructura dentada proporciona un borde áspero para aumentar la abrasividad y facilitar el raspado de las células del revestimiento/pared interna de la cavidad, aumentando así el rendimiento de las células.

En una realización, el miembro alargado y el miembro flexible están formados integralmente como una estructura monolítica, en donde un diámetro del miembro flexible es menor que un diámetro del miembro alargado. El diámetro más pequeño del miembro flexible permite que se duplique en la configuración restringida, reduciendo así la distancia requerida para avanzar el miembro alargado antes de alcanzar la configuración expandida completamente desplegada del miembro flexible.

En una realización, el miembro alargado comprende una interfaz de montaje en el extremo distal del mismo, y el al menos un miembro flexible está unido al miembro alargado por medio de la interfaz de montaje. Esta configuración permite que el miembro flexible se fabrique por separado del miembro alargado, por ejemplo, en un material diferente o utilizando un proceso diferente.

En una realización, la interfaz de montaje comprende al menos un orificio para sujetar el al menos un miembro flexible al miembro alargado, una costura de soldadura, una costura de encolado o un mecanismo de enclavamiento mecánico entre el miembro alargado y al menos un miembro flexible, o combinaciones de los mismos. Se pueden seleccionar diferentes alternativas para la fijación dependiendo de las características deseadas y/o las condiciones de operación esperadas del dispositivo. Preferiblemente, la interfaz de montaje está cubierta con un tubo termorretráctil. El tubo termorretráctil protege la interfaz de montaje para evitar la ruptura o desprendimiento del miembro flexible del miembro alargado.

En una realización, la vaina tubular está hecha de un polímero tal como poliéter, poliamida, poliimida o politetrafluoroetileno, PTFE o un metal tal como níquel titanio o acero inoxidable. En una realización, el miembro alargado y/o el miembro flexible se trata o recubre en la superficie para reducir el coeficiente de fricción.

Breve descripción de los dibujos

Ahora se describirá la invención, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la Fig. 1 muestra una vía de aspiración con aguja fina guiada por ultrasonido endoscópico (EUS-FNA) hacia un quiste en el páncreas utilizado por un dispositivo según una realización de la presente descripción, diferentes etapas de funcionamiento del dispositivo, así como del dispositivo junto con EUS-FNA fuera del cuerpo humano;

la Fig. 2 muestra una fotografía de un dispositivo según una realización de la presente descripción que sale de una aguja 22G, así como imágenes de microscopio electrónico de barrido (Scanning Electron Microscope, SEM) de una interfaz de montaje en forma de un nudo antes y después de la colocación de un tubo termorretráctil;

la Fig. 3 muestra una vista en sección transversal del funcionamiento de un dispositivo según una realización de la presente descripción en la cavidad de un quiste fantasma, una fotografía en vista lateral del quiste fantasma con el dispositivo insertado, así como vistas axiales de las partes delantera y trasera del quiste fantasma antes y después del pincelado con el dispositivo, y la diferencia entre ellas;

la Fig.4 muestra vistas esquemáticas de pruebas ex vivo de un dispositivo según una realización de la presente descripción en un modelo de intestino delgado porcino;

las Figs. 5a y 5b muestran las concentraciones absolutas de células y la eficiencia del pincel de las pruebas realizadas como se muestra en la Fig. 4;

la Fig. 6 muestra vistas esquemáticas de pruebas ex vivo de un dispositivo según una realización de la presente descripción en un quiste folicular bovino, así como imágenes de contadores celulares sin y con pincelado;

la Fig. 7 muestra cuatro realizaciones de un miembro flexible dispuesto en un extremo distal del miembro alargado según la presente descripción;

la Fig. 8 muestra vistas en primer plano de un miembro flexible según diferentes realizaciones de la presente descripción;

la Fig. 9 muestra diferentes etapas de funcionamiento de un dispositivo según otra realización de la presente descripción.

Descripción de realizaciones

A continuación, se presenta una descripción detallada de un dispositivo según la presente descripción. En las figuras de los dibujos, los mismos números de referencia designan elementos idénticos o correspondientes a lo largo de las diversas figuras. Se apreciará que estas figuras son solo ilustrativas y no restringen de ninguna manera el alcance de la invención.

En el contexto de la presente descripción, se entiende que los términos "distal" y "distalmente" se refieren a una posición o dirección (más) alejada del operador cuando se utiliza el dispositivo según la presente descripción. En consecuencia, los términos "proximal" y "proximalmente" se refieren a una posición o dirección más cercana o más hacia el operador cuando se utiliza el dispositivo según la presente descripción.

Con referencia ahora a la Fig. 1, en el dibujo a) se muestra una vista esquemática de un procedimiento endoscópico de aspiración/biopsia con aguja fina guiada por ultrasonido (Endoscopic Ultrasound Guided Fine-Needle Aspiration/Biopsy, EUS-FNA/FNB) según la práctica actual. Se inserta un endoscopio a través de la boca, el esófago, el estómago y el intestino delgado (duodeno) del paciente para llegar al páncreas, y cuando el transductor de ultrasonido localiza un quiste, el operador inserta una aguja 22G en el quiste. Sin embargo, otros órganos o regiones de interés pueden ser alcanzados, y el endoscopio puede insertarse a través del colon, el ano o el recto. También se prevén otros calibres de la aguja, dependiendo del procedimiento.

En el dibujo b) de la Fig. 1, se muestran las etapas de un procedimiento para mejorar el rendimiento celular. Un miembro flexible en forma de un pincel de bucle, inicialmente ubicado dentro de la aguja 22G, se empuja hacia el quiste donde se adapta a la cavidad interna. La rotación del miembro alargado hace que el pincel de bucle gire y erosione las células de la pared quística, causando su liberación en el fluido quístico. A continuación, el miembro flexible se retrae del lumen de la aguja y el líquido quístico se aspira a través de la aguja y se recoge para citología/patología o bioquímica aguas abajo, análisis moleculares o genéticos.

Para verificar la robustez mecánica del dispositivo, se realizaron pruebas de esfuerzo y no mostraron restricciones en el movimiento del pincel de bucle, al introducir, girar y retirar un pincel de bucle con un miembro alargado de 1200 mm de largo a través de una aguja hasta 100 veces. La fotografía c) de la Fig. 1 muestra un extremo distal del endoscopio, que incluye la aguja y el pincel de bucle.

Las pruebas de tracción del miembro flexible muestran que la falla mecánica ocurre con una fuerza máxima en la ruptura superior a 3 N, que es de un orden de magnitud similar al de un alambre de nitinol recto de 50 m (SI5). El nivel de tensión mecánica durante la operación in vivo permanece varios órdenes de magnitud por debajo de esta resistencia final.

Con referencia ahora a la Fig. 2, se muestra un dispositivo según una realización de la presente descripción. La fotografía a) de la Fig. 2 ilustra el extremo distal del dispositivo, en donde el miembro flexible en forma de bucle está dispuesto en el extremo distal del miembro alargado, aquí denominado alambre guía. El miembro flexible consiste en un alambre de Nitinol delgado de 50 pm en forma de bucle de 1 cm de diámetro. Este bucle se fija a un miembro alargado de Nitinol de 280 pm de espesor por un nudo superior como se muestra en la fotografía b) de microscopio electrónico de barrido (Scanning Electron Microscope, SEM) de la Fig. 2. El alambre de Nitinol se anuda al alambre guía a través de un orificio en el mismo. El orificio puede tener un diámetro superior a 0,025 mm e inferior a 5 mm, normalmente inferior a 0,50 mm. El orificio puede colocarse a 1 mm o hasta 10 mm del extremo distal del miembro alargado.

Después del anudado, se inserta un tubo termorretráctil sobre el nudo y se deja que se contraiga por la aplicación de calor, encerrando así el nudo, como se muestra en la fotografía s Em c) de la Fig. 2. El tubo termorretráctil puede tener un diámetro superior a 0,1 mm e inferior a 12 mm, normalmente superior a 0,2 mm.

Se prevén otros medios para montar el miembro flexible en el miembro alargado dentro del alcance de la presente descripción, incluidos el encolado, la soldadura y el enclavamiento mecánico. La interfaz de montaje se puede combinar con el tubo termorretráctil para el revestimiento, o sin el tubo termorretráctil. En una realización, el miembro alargado y el miembro flexible están formados integralmente como una estructura monolítica, es decir, en una sola pieza.

Con referencia ahora a la Fig. 3, se investigó el modus operandi del pincel de bucle en una cavidad esférica de un quiste fantasma in vitro, como se muestra en el dibujo a) de la Fig. 3. El miembro flexible se introdujo a través del lumen de una aguja 22G en la cavidad y luego se giró, como se muestra en la fotografía b) de la Fig. 3. Se observó que el pincel de bucle se ajustaba a la pared interna del quiste fantasma y mostraba la capacidad del miembro flexible para retirar las partículas de polvo de talco del tamaño de una célula de la pared interna dura de la cavidad, lo que demuestra la capacidad de pincelar superficies curvas internas en 3D, como se muestra en las fotografías c) de la Fig. 3.

Actualmente, no existen modelos animales de quistes pancreáticos que sean similares al tamaño de un quiste humano y que imiten la unión celular en el tejido, lo cual es crucial para la verificación de la funcionalidad del pincel de bucle. Además, los quistes pancreáticos contienen líquido de viscosidad variable, con una viscosidad más alta que indica una mayor malignidad. Por lo tanto, se construyó un modelo de intestino delgado porcino ex vivo con agua salina o glicerol como medio fluido. Con referencia a la Fig. 4, se demostró la capacidad del miembro flexible para aumentar el número de células después del pincelado. Se utilizaron seis intestinos, indicados como A-F, y cada intestino se cortó en seis secciones de prueba, indicadas como 1 -6. El dibujo a) de la Fig. 4 muestra un esquema de las ubicaciones de corte en sección. El dibujo b) de la Fig. 4 muestra un esquema transversal de la recolección de células del modelo durante: i) pruebas de control negativo, es decir, adición de líquido posterior y aspiración sin pincelado; ii) pruebas de control positivo, es decir, adición de líquido posterior en la 1a sección intestinal, pincelado con un pincel interdental y aspiración de líquido, y; iii) pruebas de muestras, es decir, adición de líquido posterior en las 2a a 6a secciones intestinales, pincelado con un pincel de bucle y aspiración de líquido.

Se comparó el contenido de células después de la eliminación de líquido entre el pincelado en bucle, los controles negativos (sin pincelado) y los controles positivos (pincelado con un pincel interdental). Los resultados se muestran en la Fig. 5a, que ilustra las concentraciones absolutas de células, y la Fig. 5b, que ilustra la eficiencia del pincel, rp Las muestras de intestinos indicadas como A-C se llenaron con agua salina, y las muestras de intestinos indicadas como D-F se llenaron con glicerol. Líneas horizontales discontinuas indican el límite de detección (Limit Of Detection, LOD) del contador de células. Los recuentos de células por debajo del LOD se representan inmediatamente por debajo de la línea LOD. Las barras de error indican la desviación estándar (Standard Deviation, SD). *P < 0,05. Al realizar la prueba de Wilcoxon emparejada en todas las 15 repeticiones de control negativo y pincel de bucle, se descubrió que P < 0,0001 para ambos medios.

La eficiencia del pincel, n, se definió como la relación de concentración celular de las muestras de pincel de bucle con respecto a las muestras de control negativo. Cuando las muestras de control negativo contenían menos células que el límite de detección (LOD) del contador de células, se utilizó el valor de LOD en lugar del valor de control negativo. Todas las pruebas mostraron n > 1. En modelos con agua salina, el valor medio de n = 11 (n=15); en modelos con contenido de glicerol, el valor medio de n = 65 (n=15). Estos resultados muestran que el pincel de bucle puede retirar las células de las superficies de tejidos blandos en 3D, después de lo cual pueden recogerse por aspiración. Después del pincelado en bucle, la concentración de células para las muestras llenas de agua salina y glicerol es de un orden de magnitud similar, lo que indica que el pincelado en bucle mejora la recogida de células en el fluido del quiste de viscosidad variable. Se observó una diferencia en el contenido de células en las mediciones de control negativo entre los modelos llenos de agua salina y glicerol. Esta diferencia se atribuyó a la diferencia en la viscosidad del líquido, lo que condujo a condiciones de llenado más turbulentas para los modelos de agua salina y a condiciones más laminares para el glicerol. Es decir, llenar el modelo con mezclas de agua salina ya libera células en el líquido, mientras que el relleno de glicerol mantiene dichas células cerca de la pared intestinal.

Se verificó además que durante la operación típica, la fuerza ejercida por el miembro flexible sobre el tejido estaba en el intervalo aproximado de 0,1 mn a 0,7 mn (SI7). El uso del pincel de bucle también se verificó en un modelo de la vía del endoscopio a un quiste, imitando las curvas del sistema gastrointestinal. El pincel de bucle se giró durante 1 h a 60 rpm contra el lumen de un modelo de intestino delgado porcino sin adversidades observadas.

Con referencia ahora a la Fig.6, se probó la capacidad de aumentar el número de células después del pincelado de un modelo de quiste folicular bovino ex vivo. Como se muestra en el dibujo a) de la Fig. 6, el procedimiento experimental comienza con el muestreo de fluido sin pincelado (control negativo), seguido de pincelado en bucle, seguido de un segundo muestreo de fluido. La fotografía b) de la Fig. 6 muestra ovarios de vaca con y sin quistes foliculares. Las fotografías c) y d) de la Fig. 6 muestran imágenes de contador de células de color mejorado para la muestra de control negativo (c) y la muestra de pincel de bucle (d) y sus recuentos de células correspondientes.

El pincelado en bucle aumentó la concentración de células al menos 10 veces en comparación con el control negativo. La presencia de grupos de células después del pincelado no permitió fácilmente contar todas las células en la muestra, lo que resultó en que esta estimación de eficiencia fuera conservadora. Estos resultados muestran que el miembro flexible puede operarse con éxito dentro de un quiste a través del lumen de una aguja 22G y es capaz de pincelar y dispersar células en el entorno líquido de un quiste. La capacidad del miembro flexible para erosionar y dispersar suavemente las células en más de un tipo de tejido indica su potencial para una operación exitosa durante el diagnóstico del adenocarcinoma pancreático.

Los resultados actuales demuestran la funcionalidad del miembro flexible en el modelo gastrointestinal, la robustez mecánica, el procedimiento de operación simple y la baja fuerza del miembro flexible sobre el tejido y muestran su compatibilidad con los procedimientos actuales de EUS-FNA. La investigación futura debe tener como objetivo evaluar la seguridad del procedimiento, específicamente con respecto al daño potencial al tejido circundante, y el pincelado en quistes con tabiques, es decir, estructuras de pared que separan las cavidades quísticas en dos o más compartimentos.

Con referencia ahora a la Fig. 7, se muestran cuatro realizaciones de un miembro flexible en forma de bucle según la presente descripción. El miembro flexible está dispuesto en un extremo distal del miembro alargado. El miembro alargado puede tener un diámetro mayor que 0,1 mm y menor que 12 mm, típicamente mayor que 0,2 mm. El miembro alargado puede tener hasta 2 m de largo y tan corto como 1 cm, típicamente más grande que 3 cm. En funcionamiento, el miembro alargado puede usarse para guiar el miembro flexible. Por ejemplo, el miembro flexible puede introducirse, girarse dentro y retirarse de una cavidad tras el avance, la rotación y la retracción, respectivamente, del miembro alargado en el lumen de la aguja. El miembro alargado se puede maniobrar a mano o por un dispositivo mecánico/robótico. La maniobra puede llevarse a cabo en el sitio o de forma remota.

El miembro flexible puede tener un diámetro mayor que 0,025 mm y menor que 4 mm, típicamente menor que 0,5 mm, más preferiblemente menor que 0,21 mm. El diámetro del bucle puede ser mayor que 1 mm, típicamente mayor que 2 mm, y menor que 8 cm, típicamente menor que 3 cm.

En una primera realización, el miembro flexible comprende un solo bucle, que es sustancialmente circular en la configuración expandida cuando no está restringido en el lumen de una aguja o catéter. Una aguja ejemplar puede tener un diámetro interior mayor que 0,1 mm y menor que 6 mm, típicamente menor que 5,5 mm. Un catéter de ejemplo puede tener un diámetro interior mayor que 0,33 mm y menor que 12 mm, típicamente menor que 9 mm. En una segunda realización, el miembro flexible comprende más de un bucle, por ejemplo, dos bucles como se muestra aquí. En una tercera realización, el miembro flexible comprende al menos una porción dentada, lo que da como resultado una pluralidad de dientes o puntos en un patrón en zigzag. El borde dentado del bucle aumenta la acción abrasiva del miembro flexible contra la pared de un quiste u otra cavidad, aumentando así el rendimiento de células. El borde dentado puede estar formado por una macroestructura del miembro flexible, por ejemplo, el miembro flexible está formado con una estructura dentada. En una cuarta realización, el miembro flexible se enrolla en una forma helicoidal y posteriormente se forma en un bucle de tal manera que el eje de la hélice es sustancialmente paralelo a la dirección de extensión general del miembro flexible, es decir, el contorno de la forma de bucle.

Con referencia ahora a la Fig. 8, se muestran vistas en primer plano de la superficie del miembro flexible según diferentes realizaciones de la presente descripción. En una realización, la superficie del miembro flexible puede ser sustancialmente lisa como en la realización superior izquierda de la Fig. 7. En otra realización, la superficie del miembro flexible puede comprender una microestructura para aumentar la abrasividad y, por lo tanto, el rendimiento de la célula, similar a la realización inferior izquierda de la Fig. 7. La microestructura se puede lograr por muescas o rebajes en la superficie del miembro flexible como se muestra en la vista central de la Fig. 8. En una realización, la microestructura se logra por medio de una o más estructuras cilíndricas que tienen una pluralidad de protuberancias en las mismas, por ejemplo, tacos, e insertadas en el miembro flexible. Las estructuras cilíndricas pueden ser rígidas, limitando localmente la flexibilidad del miembro flexible. El miembro flexible puede doblarse en las porciones entre las estructuras cilíndricas, mejorando así el comportamiento conformado del miembro flexible en relación con la pared del tejido de la cavidad.

Con referencia ahora a la Fig. 9, se muestran las etapas de un procedimiento para operar el dispositivo. En la etapa a), una aguja comprendiendo un dispositivo comprendiendo un miembro alargado y un miembro flexible en una configuración restringida dentro del lumen de la aguja se introduce en una cavidad en un sujeto, por ejemplo, un quiste. En la etapa b), el miembro alargado avanza a través del lumen de la aguja en una dirección distal de modo que el miembro flexible sale del lumen de la aguja y pasa a la configuración expandida en la que el miembro flexible se adapta sustancialmente a la geometría interna del quiste para entrar en contacto con la pared interna. En la etapa c), se hace avanzar una vaina tubular sobre el miembro alargado dentro del lumen de la aguja hasta que un extremo distal de la vaina tubular entra en contacto con el miembro flexible expandido. La vaina tubular puede estar hecha de un polímero tal como poliéter, poliamida, poliimida o politetrafluoroetileno, PTFE, o un metal tal como níquel, titanio o acero inoxidable, y protege el miembro flexible de las facetas afiladas de la aguja. En la etapa d), el miembro alargado se gira dentro del lumen de la aguja, lo que hace que el miembro flexible gire dentro del quiste y erosione las células de la pared interna. En la etapa e), el miembro alargado se retrae en una dirección proximal de modo que el miembro flexible vuelva a entrar en la aguja y pase a la configuración restringida. En esta etapa, la vaina tubular se mantiene en posición más allá de la punta de la aguja de modo que el miembro flexible no entre en contacto con la aguja durante la retracción. En la etapa f), la vaina tubular se retrae en una dirección proximal en el lumen de la aguja. Finalmente, en la etapa g), el líquido en el quiste se aspira junto con las células desalojadas por la acción abrasiva del miembro flexible. El contenido de líquido en la cavidad puede ser excretado naturalmente por el organismo, por ejemplo, la micción. El contenido de líquido se puede eliminar por cateterismo.

En una realización, el contenido de fluido aspirado puede empujarse fuera del lumen de la aguja haciendo avanzar el miembro alargado y el miembro flexible en una dirección distal. En una realización, el contenido de fluido puede ser empujado fuera de la luz de la aguja empujando un alambre hacia adelante dentro de la aguja, tal como, por ejemplo, un estilete. En una realización, el contenido de fluido puede empujarse fuera del lumen de la aguja por el uso de aire o líquido a través de una jeringa. El miembro flexible puede cortarse después de la extracción de líquido y posteriormente usarse para análisis citológicos, patológicos, biológicos o químicos. El contenido de líquido puede utilizarse posteriormente para análisis citológicos, patológicos, biológicos o químicos. Dicho análisis citológico es, por ejemplo, para el análisis de morfología celular. Dicho análisis patológico es, por ejemplo, para el análisis de morfología tisular. Dicho análisis químico, por ejemplo, para proteínas, glicoproteínas, enzimas, ADN, marcadores de cáncer, inmunoanálisis.

En una realización, la superficie del miembro alargado, el miembro flexible y/o la vaina tubular pueden tratarse o recubrirse para reducir el coeficiente de fricción y, por lo tanto, facilitar el avance, la retracción y la rotación.

Fabricación de pinceles en bucle

El pincel de bucle en una realización consiste en tres componentes principales: un miembro alargado de Nitinol de 280 pm (alambre de estilete obtenido de un dispositivo ExpectTM Slimline EUS-FNA M00555510, Boston Scientific, e E. UU.), un alambre de Nitinol de 50 pm (alambre NiTi #10,051 mm ± 0,0025 mm ( 0,002" ± 0,0001") de óxido ligero recocido recto, Fort Wayne Metals, Irlanda) anudado para formar un bucle y un tubo termorretráctil médico PET (103-0510, Nordson MEDICAL, EE. UU.) con un diámetro interno, antes de la contracción, de 460 pm que protege el área del nudo.

Para fabricar el pincel de bucle, se perforó un orificio de 150 pm a través del extremo distal del miembro alargado. El miembro alargado se insertó a través de una sección de 2 cm del tubo termorretráctil sin cubrir el orificio. A continuación, se hizo pasar el mismo extremo del alambre de Nitinol de 50 pm dos veces a través del orificio, formando un bucle. El bucle se envolvió alrededor de un cilindro de hielo de 1 cm de diámetro, y se produjo un nudo superior utilizando ambos extremos del alambre de Nitinol de 50 pm. Esto aseguró la posición del nudo con respecto al miembro alargado y un diámetro de bucle de 1 cm. A continuación, el cilindro de hielo se dejó a temperatura ambiente para que se fundiera durante 20 minutos, y se cortó el exceso de extremos de alambre utilizados para facilitar el anudado, dejando aproximadamente 1 cm de extremos de alambre. Finalmente, el tubo de contracción se empujó manualmente hacia adelante, cubriendo los extremos del alambre de Nitinol y el nudo, y se calentó a 70 °C durante 30 s para contraer el tubo. El tubo que se contrae tenía dos funciones: proteger el nudo evitando que se desate durante el movimiento del pincel de bucle y dar forma a la forma de bucle, ya que una parte del alambre de bucle se mantiene recta dentro del tubo que se contrae, formando una forma de bucle cuando está fuera del tubo. Pruebas in vitro de quiste fantasma y pincelado Se creó un quiste fantasma moliendo un cubo de PMMA de 2 x 2 x 2 cm3 para producir una cavidad esférica de 1 cm de diámetro. El cubo de PMMA se hizo en dos partes. Una parte delantera contenía la mitad de la esfera y una parte trasera la otra mitad. Se perforó un orificio de 5 mm en la parte trasera para producir la entrada al quiste fantasma. La Figura 3b muestra una imagen del pincel dentro del quiste fantasma.

Las pruebas de pincelado se prepararon aplicando cinta adhesiva permanente de doble cara Scotch® (2346832, Office Depot, Suecia) contra la superficie esférica durante 1 minuto, retirando la cinta y colocando polvo de talco Dialon® (7322338361053, Apotea, Suecia) en las superficies, uniéndolo al quiste fantasma.

El exceso de polvo de conversación se eliminó chocando ambas partes 20 veces entre sí, con las cavidades enfrentadas entre sí. Antes del pincelado, se tomaron imágenes de las cavidades internas con un microscopio Leica M205 C con cada parte del cubo fijada en un soporte de posición y la cavidad orientada hacia el microscopio. Posteriormente, las dos partes se ensamblaron con dos pasadores de alineación y se fijaron con una abrazadera. El pincel de bucle se insertó en una aguja hipodérmica 22G (4710007040, Henke-Sass Wolf, Alemania), que se mantuvo en su lugar delante de la entrada del quiste fantasma. Para facilitar la prueba, el miembro alargado del pincel de bucle se fijó por un soporte de alambre fuera de la aguja. El soporte de alambre se soldó al eje de un motor Robotzone 101 rpm a 12 V CC (638194, ServoCity, Suecia).

El pincelado de la cavidad se realizó activando el motor a 60 rpm durante 1 min. Después del pincelado, ambas partes de la esfera se separaron y se obtuvieron imágenes de nuevo. Los ajustes de la cámara se mantuvieron constantes durante todas las adquisiciones de imágenes.

Para medir la diferencia antes del pincelado y después del pincelado, las imágenes después del pincelado se alinearon con sus respectivas imágenes antes del pincelado utilizando un código Python (SI4). Después de la alineación de la imagen, todas las imágenes se convirtieron a una escala de grises de 16 bits, y se obtuvo una imagen que representa las diferencias de imagen entre antes y después del pincelado para cada parte de la esfera. Esto se realizó por el uso de la función de diferencia en ImageJ (versión 1.52 a, Instituto Nacional de Salud, EE.UU.).

Modelo de quiste intestinal porcino

El intestino delgado porcino se extrajo inmediatamente post mortem por Skovde Slakteri AB (Skovde, Suecia) y se embolsó en un medio basado en DMEM (10313021, Thermo Fisher Scientific, Suecia) con 10 % de FBS (GibcoTM 10270106, Fisher Scientific, Suecia) y 1 % de penicilina-estreptomicina (15070063, Thermo Fisher Scientific, Suecia), para prevenir la descomposición tisular. Los intestinos se almacenaron a 4 °C hasta su uso hasta 24 h post mortem.

Para cada experimento, el intestino delgado se cortó con un bisturí, separándolo en seis segmentos de 8 cm de largo, comenzando aproximadamente a 3 cm del píloro. A continuación, estos segmentos se abrieron axialmente para exponer completamente el lado luminal del intestino. Todas las piezas expuestas se enjuagaron con agua del grifo durante 1 minuto y simultáneamente se frotaron suavemente de forma manual para eliminar los restos de sustento. Cada pieza intestinal se puso en un recipiente con agua del grifo, donde el tejido se mantuvo hasta la prueba en 20 min.

Para las pruebas de pincelado, se utilizó un molde hemisférico con un radio de 2,5 cm para sujetar la pieza intestinal. El molde tenía cinco orificios perforados de 1 mm de diámetro conectados a una línea de vacío para mantener la pieza intestinal en su lugar con el lado luminal orientado hacia afuera (Figura 4b).

Las pruebas sin pincelado (controles negativos) se realizaron colocando 300 pl de agua salina al 0,9 % (786 561, G-Biosciences, Suecia) o glicerol (G9012, Sigma-Aldrich, Suecia) en el tejido después de la fijación en el molde. El líquido se dejó reposar durante 1 min, seguido de una aspiración cuidadosa de 100 pl de líquido con una pipeta, durante la cual se tuvo cuidado de no tocar la pared intestinal. Este procedimiento precedió a cada pincelado de bucle y experimento de control positivo y reveló el número de células que se desprenden naturalmente al medio por el corte, la limpieza, la manipulación y/o la colocación del medio en la muestra. Por lo tanto, cada sección intestinal se sometió a una prueba de control negativo antes de la prueba de pincelado en bucle en la misma sección intestinal. El pincelado en bucle se realizó en cinco de las seis secciones intestinales. Después de la prueba de control negativo, el pincelado en bucle comenzó añadiendo 100 pl adicionales de líquido en la sección de tejido, manteniendo así el volumen de líquido a lo largo de las pruebas. Se realizó un pincelado de control positivo en la sección de tejido restante, después de la prueba de control negativo, también comenzando añadiendo 100 pl adicionales de líquido en la sección de tejido. Se utilizó un pincel interdental (Dentalux, Suecia) como pincel de control positivo. Este pincel se presionó suavemente contra el lumen intestinal, seguido de un movimiento axial de ida y vuelta en un área de 0,5 cm2 en el centro de la pieza intestinal, sin rotación, durante 1 minuto. Después del pincelado, se aspiraron 100 pl de líquido una vez más.

Modelo de quiste folicular bovino

El sistema reproductor bovino se retiró inmediatamente post mortem por Skovde slakteri y se embolsó en un medio a base de DMEM con 10 % de FBS y 1 % de penicilina-estreptomicina, para evitar la descomposición del tejido y se almacenó a 4 °C durante 24 h antes de la resección.

Un ovario sin, y uno que contenía, un quiste folicular se resecó del sistema reproductivo bovino utilizando un bisturí y se fijó en una placa de Petri (figura 5b). El diseño experimental se ilustra en la Figura 5a) y se procede de la siguiente manera. En primer lugar, se perforó el quiste folicular y se aspiraron 1,5 ml de líquido utilizando una aguja hipodérmica 22G y una jeringa. En segundo lugar, se perforó el quiste folicular una vez más, utilizando una aguja hipodérmica 22G con un pincel de bucle preinstalado, seguido de la introducción del pincel de bucle, la rotación manual durante 1 minuto a aproximadamente 60 rpm y la extracción del pincel. Finalmente, se aspiraron 1,5 ml de líquido quístico a través de la aguja usando una jeringa. Después de la homogeneización, se retiraron alícuotas de 100 |ul de las muestras de 1,5 ml para un análisis celular adicional.

Tratamiento de muestras líquidas

Las muestras líquidas aspiradas se transfirieron a tubos de ensayo (0030120086, Eppendorf, Suecia) y posteriormente se mezclaron con 500 |ul de StemProTM AccutaseTM (A1110501, Thermo Fisher Scientific, Suecia), se homogeneizaron suavemente con una pipeta aspirando y dispensando líquido en ciclos de 2 s durante 30 s y se incubaron a 37 °C durante 5 min. A continuación, las muestras (excepto las bovinas) a continuación se filtraron utilizando un colador de células de 70 |um (431751, ComingQR, Países Bajos) y se centrifugaron utilizando una centrífuga Micro Star 17R (VWR, Suecia) a 11000 rpm durante 4 min. El sobrenadante se retiró y se añadió a cada muestra una solución de fluoróforo de agua salina con Hoechst 33342 (H3570, Thermo Fisher Scientific, Suecia), a una concentración de 0,05 % v/v. Los controles positivos se mezclaron con 100 |ul de la solución, y los controles negativos y las muestras de pincelado en bucle se mezclaron con 50 |ul de la solución para adaptarse a los tamaños de sedimento adecuados. Finalmente, las muestras se envolvieron con papel de aluminio durante 20 min y se desenvolvieron de nuevo, en preparación para el recuento de células.

Análisis del contador de células

El recuento de células se realizó con un contador de células automatizado Countess II FL (Thermo Fisher Scientific, Suecia), junto con un cubo de luz EVOSTM, DAPI (AMEP4650, Thermo Fisher Scientific, Suecia). Todas las muestras se homogeneizaron suavemente con una pipeta y se colocaron 10 |ul de la muestra en un portaobjetos con cámara de recuento de células CountessTM (Cl0228, Thermo Fisher Scientific, Suecia). El recuento de células de la muestra intestinal se realizó utilizando el cubo de luz DAPI, con los siguientes ajustes: tamaño entre 4-14 |um, brillo entre 0-255 A.U., circularidad de 0,67 y utilizando enfoque automático. El recuento de células de la muestra de quiste folicular también se realizó utilizando el cubo de luz DAPI, con: tamaño entre 6-29 |um, brillo entre 0-255 A.U., circularidad de 0,78 y enfoque automático. Finalmente, se realizaron cálculos de dilución para un volumen final de 50 |ul, tanto para muestras de quistes intestinales como foliculares.

Análisis estadístico

Los resultados del recuento de células intestinales se aplicaron a una prueba de intervalos con signo de pares emparejados de Wilcoxon unilateral con un nivel de significancia del 5 %, para probar si había una diferencia estadísticamente significativa entre usar o no usar el pincel de bucle. Esto se logró utilizando el software GraphPad Prism 8 (GraphPad, CA, EE. UU.).

Conclusiones

Se probó con éxito un pincel de bucle diseñado para adquirir células de la pared interna de quistes pancreáticos y cavidades huecas junto con EUS-FNA. No se encontraron adversidades al introducir, rotar y retirar el pincel de bucle de un quiste a través de una aguja 22G. Se comparó el contenido celular en el fluido recuperado de los modelos de quistes ex vivo antes y después del pincelado con el pincel de bucle. El contenido de células aumentó hasta 54 veces cuando se usó agua poco viscosa como fluido en cavidades similares a las de los tejidos blandos; hasta 174 veces cuando se usó glicerol de alta viscosidad, y al menos 10 veces en quistes de ovario de vaca. El pincel de bucle demuestra ser una herramienta potente, mínimamente invasiva y versátil capaz de funcionar junto con EUS-FNA y de pincelar células de quistes, en modelos de quistes blandos y duros y con líquidos serosos o viscosos.

Experimentos con pincel de bucle se realizaron con un pincel conectado al motor de CC que se asemeja a la prueba con quiste fantasma in vitro. El extremo distal del pincel se presionó suavemente contra el lumen intestinal y se giró a 60 rpm en un área de 0,5 cm2 en el centro de la pieza intestinal, durante 1 minuto. Después de esto, se aspiraron 100 |ul de líquido con una pipeta. Entre cada experimento, la sección intestinal utilizada se descartó y el molde se limpió con etanol y se frotó con papel Cleanroom.

Se han descrito realizaciones preferidas de un dispositivo para separar células o tejido de una cavidad en un sujeto según la presente descripción. Sin embargo, el experto en la materia se da cuenta de que estos pueden variarse dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo para realizar aspiración con aguja fina, FNA, o biopsia con aguja fina, FNB, comprendiendo el dispositivo:

una aguja hueca;

un miembro alargado dispuesto de forma móvil dentro de un lumen de la aguja; y

al menos un miembro flexible dispuesto en un extremo distal del miembro alargado,

en donde el miembro flexible tiene una primera configuración restringida dentro del lumen de la aguja y, después del avance del miembro alargado en la aguja, el miembro flexible tiene una segunda configuración expandida fuera de dicho lumen, en donde el miembro flexible está dispuesto para formar al menos un bucle en la segunda configuración expandida;

caracterizado por que el dispositivo comprende además una vaina tubular dispuesta fuera del miembro alargado y configurada para moverse a lo largo del miembro alargado dentro del lumen de la aguja para entrar en contacto con el bucle expandido fuera del lumen.

2. El dispositivo según la reivindicación 1, en donde el miembro flexible es un alambre superelástico, preferiblemente hecho de una aleación con memoria de forma.

3. El dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el bucle es sustancialmente circular en la segunda configuración expandida.

4. El dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos una porción del miembro flexible tiene una forma sustancialmente helicoidal en la que el eje de la hélice es sustancialmente paralelo a una dirección de extensión general del miembro flexible.

5. El dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos una porción del miembro flexible tiene una estructura dentada.

6. El dispositivo según la reivindicación 5, en donde la estructura dentada se logra por medio de una microestructura mecanizada o dispuesta sobre una superficie del miembro flexible.

7. El dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el miembro alargado y el miembro flexible están formados integralmente como una estructura monolítica, en donde un diámetro del miembro flexible es menor que un diámetro del miembro alargado.

8. El dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde el miembro alargado comprende una interfaz de montaje en el extremo distal del mismo, y el al menos un miembro flexible está unido al miembro alargado por medio de la interfaz de montaje.

9. El dispositivo según la reivindicación 8, en donde la interfaz de montaje comprende al menos un orificio para sujetar el al menos un miembro flexible al miembro alargado, una costura de soldadura, una costura de encolado o un mecanismo de enclavamiento mecánico entre el miembro alargado y al menos un miembro flexible, o combinaciones de los mismos.

10. El dispositivo según la reivindicación 8 o 9, en donde la interfaz de montaje está cubierta con un tubo termorretráctil.

11. El dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la vaina tubular está hecha de un polímero tal como poliéter, poliamida, poliimida o politetrafluoroetileno, PTFE o un metal tal como níquel titanio o acero inoxidable.

12. El dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el miembro alargado y/o el miembro flexible tienen una superficie tratada o recubierta para reducir el coeficiente de fricción.