Een medicijnontdekkingswetenschapper screent doorgaans maximaal 10, 000 verbindingen in de vroege stadia van de ontwikkeling van één door de FDA goedgekeurd medicijn. Tijdens deze high-throughput screening, kandidaat-verbindingen worden in eerste instantie getest op cel- en weefselmonsters.

Dergelijke experimenten worden uitgevoerd met behulp van zogenaamde multi-well-platen waarbij elk van de wells als een reageerbuis fungeert. Een groot deel van het initiële screeningproces is geautomatiseerd, maar een grote uitzondering is het ophalen van de cel- en weefselmonsters van platen met meerdere putjes, typisch 96 of meer putjes per plaat, voor verdere analyse in een microscoop voor histologische analyse.

Nutsvoorzieningen, Purdue University-onderzoekers hebben een opvouwbare mandtechnologie ontwikkeld om het proces van het ophalen van de cel- en weefselmonsters voor histologische analyse te versnellen. Dit zal het analyseproces aanzienlijk versnellen wanneer wetenschappers op het gebied van medicijnontdekking nieuwe medicijnen ontwikkelen of wanneer gezondheidswerkers op zoek zijn naar de beste medicijnen voor een bepaalde patiënt.

"Onze opvouwbare basket-array-technologie heeft grote voordelen voor het ontdekken van medicijnen en gepersonaliseerde geneeskunde, " zei Thomas Siegmund, een professor in werktuigbouwkunde in Purdue's College of Engineering. "Met onze opvouwbare mandenreeks, cellen en weefsel bevinden zich nu in vloeistofdoorlatende microcontainers die zijn ondergedompeld in de putjes van de plaat. Microcontainers zijn bevestigd aan een flexibel rooster. Dat raster komt qua grootte niet alleen overeen met de putplaat, maar ook met een veel kleinere histologiecassette waar cellen en weefsel zich veel bevinden voor microscopie-analyse."

Siegmund zei dat met dit nieuwe apparaat de Purdue-onderzoekers niet alleen bijdragen aan een versnelling van het proces van het maken van nieuwe medicijnen door een tijdrovende processtap te verwijderen, maar verminder ook het foutenpercentage tijdens weefsel- en celoverdracht.

De Purdue-technologie is bijzonder compatibel met een opkomende technologie voor celbiologie, farmacologie, toxicologie en gepersonaliseerde medicijnen—3-D celcultuur, waar cellen in 3D-configuratie groeien en beter nabootsen van patiëntweefsels. De 3D-celculturen kunnen wetenschappers een veel nauwkeurigere analyse geven van medicijnreacties in het lichaam.

"Er is toenemende wetenschappelijke belangstelling voor 3D-celculturen die zijn afgeleid van één bepaald celtype, sferoïden genoemd, of van natuurlijke en opzettelijke mengsels van meerdere celtypen, bekend als organoïden, " zei Bumsoo Han, een Purdue-hoogleraar mechanische en biomedische technologie en programmaleider van het Purdue University Center for Cancer Research.

George Chiu, een Purdue-hoogleraar werktuigbouwkunde en lid van het team, zei, "Onze technologie is ontworpen om de obstakels bij het hanteren en analyseren van 3D-culturen te overwinnen. Die processen zijn doorgaans arbeidsintensief, meestal handmatig en met een lage doorvoer. Het verhogen van de doorvoer kan zowel de ontdekking van geneesmiddelen als gepersonaliseerde geneeskunde ten goede komen."

De Purdue opvouwbare basket-array is ontworpen om herconfigureerbaar te zijn voor kweek met hoge doorvoer en histologische analyse, waarbij het weefsel en alle bijbehorende ziekten worden bestudeerd. Wetenschappers en artsen gebruiken dergelijke analyses vaak om patiënten met kanker te bestuderen om tumoren beter te kunnen onderzoeken.