用SmartCatch捕捉癌症

几乎每个人都知道至少有一个人目前患有或曾经患过癌症。有超过190万新病例仅在美国，每年就会有1万例癌症病例，所以很难不知道有人受到这种可怕疾病的影响。

活检,切除组织在显微镜下进行检查，是诊断癌症最常用的方法。患者接受的活检类型取决于肿瘤的位置。虽然一些活检技术是非侵入性的，但其他技术需要手术，这可能是昂贵的，对患者来说不舒服，并且需要更长的愈合时间。传统活检的另一个缺点是，基于单个肿瘤活检分析的诊断只能反映整个疾病的单一时间点。

但还有另一种选择:液体活检。

用液体活检捕捉循环肿瘤细胞

液体活检是一种微创手术，可以检测血液中循环肿瘤细胞(ctc)，这些细胞在每个病人的血液中流动。ctc是一种从肿瘤中逃逸并在体内迁移的癌细胞。其中一些肿瘤细胞在血液中移动，直到它们可能发展为继发性肿瘤或转移。

因为它们是原始肿瘤的碎片，所以它们携带着关于实体瘤存在、性质和侵袭性的信息。ctc提供了重要的信息，如数量、遗传学、分子途径和免疫逃避机制。它们的检测、计数和分析可以帮助医生改进癌症诊断和预后，在个体水平上调整治疗方法，并密切监测疾病随时间的演变和治疗的有效性。

挑战在于这些细胞非常罕见，只有一个CTC每十亿正常的血细胞。在保持其生理完整性的同时也很难捕捉到它们。因为它们很难被检测到，所以它们没有作为生物标志物在临床常规中使用，错过了早期发现癌症的绝佳机会。

但是ctc比其他血液细胞成分更大，更不易变形。利用尖端技术和先进的计算模拟开发的微网捕获装置，SmartCatch正在朝着液体活检使生理条件下血液中CTC的一步物理选择性分离。

这项技术仍然相对较新，但SmartCatch正在为每个人都能获得ctc的液体活检铺平道路。

SmartCatch如何撒网

SmartCatch总部位于法国图卢兹，成立于2016年法国国家科学研究中心。由一个专门研究微纳米技术的学术团队共同创立建筑与系统分析实验室和泌尿外科医生大学癌症研究所和一个是Uropole， SmartCatch创造了液体活检技术，为临床医生、研究人员和行业抗击癌症提供了支持。

“我们的目标是开发高度规范的技术，价格合理，易于使用，对患者友好，不需要特别培训，以便每个人都能使用它们，”SmartCatch的首席执行官兼联合创始人Aline Cerf说。“我们只是想更好、更早地发现癌症。”

瑟夫解释说，创始人在2012年产生了这个想法。

她说:“我们想出了这个疯狂的想法，在微观尺度上开发3D渔网，以隔离这些每个人都希望能够捕获的肿瘤细胞。”“因为如果你去除最具侵略性的元素，那些导致转移的元素，那么你就可以完全防止转移。”

当时，这是3D技术的出现，而不是我们今天所认为的3D打印类型。他们可以做出分辨率很高的设计，但这需要很长时间。就在那时，他们决定使用Ansys仿真解决方案。

使用Ansys Fluent过滤单元格

多亏了Ansys启动程序， SmartCatch团队获得了Ansys流利模拟许多滤波器的设计思想。

“我们需要一整天的时间来制作一个设计，这是很多工作，因为我们每分钟有数千个想法!所以，我们浪费了很多时间。Ansys是唯一的工具，它使我们有可能在尺度上解决流体动力现象，并为我们研究它们所需的网格划分，”Cerf解释说。

血液是一种复杂的粘性多相流体，是一种非常复杂的液体模拟。血液中的所有细胞都具有不同的刚度和可变形性大小。当SmartCatch开始这个项目时，部分问题在于这项技术还没有赶上他们的水平。

“几年来，我们已经知道液体活检面临的技术瓶颈，”Cerf说。“我们已经达到了细胞水平的生物学和微/纳米技术的杰出进展现在相遇的地步，我们最终可以解决这些瓶颈。”

借助Fluent技术，SmartCatch可以直接从新鲜全血中分离ctc，无需任何预处理步骤，从而提供不变的高质量捕获材料。“因为我们在生理条件下工作，我们需要保持层流并防止湍流，”瑟夫说。

用模拟克服监管障碍

每个国家都有自己的管理机构来管理药品和医疗器械。在美国，它是美国食品和药物管理局。在法国，它是国家药品和保健产品安全局。每个机构都有不同的规定，但同样的基本原则适用于所有机构:你必须在上市前证明安全性和有效性。

“有很多监管方面需要考虑。对我们来说，最重要的是，我们需要证明我们没有改变其余的细胞，我们的技术是完全惰性的，”瑟夫说。

由于SmartCatch是使用计算机建模和仿真(CM&S)的硅芯片，Ansys产品正在帮助他们向监管机构证明，他们的产品实际上工作效率高，对人类使用安全。“模拟是一个非常有力的论据来支持我们的实验，”瑟夫说。“我们不是在用(计算机)模拟实验取代(体外)物理实验，但它是补充信息，最终解释了我们为什么做出这些选择。”

在Cerf's了解更多有关SmartCatch的信息仿真世界演示。