Dispositivo automático de posicionamiento para corte de tejido tridimensional en una muestra, vibrátomo que lo comprende y su uso.

Dispositivo automático de posicionamiento para corte de tejido tridimensional en una muestra, vibrátomo que lo comprende y su uso.

La presente invención se refiere a un dispositivo automático de posicionamiento para corte de tejido tridimensional, en una muestra de tejido viva o fijada caracterizado porque al menos comprende:

- una plataforma

(1) para depositar las muestras de tejido

- un subsistema electromecánico que al menos comprende

- un primer motor (2) y primeros medios mecánicos que imprimen un movimiento angular a la plataforma (1)

- un segundo motor (3) y segundos medios mecánicos que imprimen un movimiento de inclinación de la plataforma (1)

a un vibrátomo que comprende este dispositivo de posicionamiento, y a su uso en histología, anatomía, neurociencia, bioquímica o farmacología.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201530181.

Solicitante: UNIVERSITAT POLITECNICA DE VALENCIA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MORATAL PÉREZ,David, QUIÑONES COLOMER,Darío Rubén, PÉREZ FEITO,Ricardo, GARCÍA MANRIQUE,Juan Antonio, CANALS GAMONEDA,Santiago.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > HERRAMIENTAS MANUALES; HERRAMIENTAS DE MOTOR PORTATILES;... > MANIPULADORES; RECINTOS CON DISPOSITIVOS DE MANIPULACION... > B25J7/00 (Micromanipuladores)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Muestreo; Preparación de muestras para la investigación... > G01N1/06 (que proporcionan una fina rodaja, p. ej. microtomo)
google+ twitter facebookPin it
Dispositivo automático de posicionamiento para corte de tejido tridimensional en una muestra, vibrátomo que lo comprende y su uso.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo automático de posicionamiento para corte de tejido tridimensional en una muestra, vibrátomo que lo comprende y su uso

DESCRIPCIÓN 5

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo automático de posicionamiento para corte de tejido tridimensional en muestras vivas o fijadas, que tiene aplicación, principalmente, en histología y 10 neurociencia, también en anatomía, bioquímica o farmacología.

Estado de la técnica anterior a la invención

En las últimas dos décadas se ha incrementado el uso de vibrátomos (micrótomos de vibración) en los 15 laboratorios de neurociencias con el fin de simplificar la complejidad tridimensional del sistema objeto de estudio e investigar la conectividad anatomo-funcional de grupos neuronales seleccionados. Estos equipos permiten obtener cortes relativamente gruesos (cientos de µm de espesor) sin tener que procesar el tejido en medios de inclusión; por lo tanto, permiten realizar estudios electrofisiológicos in vitro en los que investigar las propiedades eléctricas y el acoplamiento funcional entre las poblaciones 20 neuronales, así como los detalles finos de la conectividad estructural.

El problema de los vibrátomos comerciales existentes es que permiten realizar cortes en un único plano definido por el usuario, no pudiendo variar el plano una vez iniciado el corte. Además, estos planos están sujetos a las direcciones axiales y longitudinales. Esto se traduce en la imposibilidad física de estudiar la mayor parte de las vías de procesamiento de información, por ejemplo, en el cerebro, por su 25 anatomía curva. Es decir, un vibrátomo convencional en la mayoría de los casos secciona los tractos axonales entre las poblaciones neuronales que se pretendía estudiar. Por este motivo, los vibrátomos convencionales reducen su campo de utilidad a estudios fisiológicos entre poblaciones neuronales locales, en marcada contradicción con los requerimientos de una estructura tridimensional como el cerebro, constituido por circuitos neuronales altamente distribuidos por territorios físicamente distantes y 30 que se comunican por conexiones de largo recorrido.

La solicitud de patente WO2013095972 A2 (SAKURA FINETEK USA INC) divulga un aparato que tiene un dispositivo para seccionar muestras, el cual tiene un mecanismo accionable para el corte de secciones de una muestra y un soporte de muestra que es accionable para sujetar dicha muestra. 35 Además tiene un sistema de accionamiento acoplado con el soporte de la muestra para accionar el propio soporte; y un elemento de vaivén acoplado al sistema de accionamiento para proveer de movimiento vertical al soporte de la muestra. El elemento de vaivén se mueve alternativamente en un ángulo de rotación de menos de 180º. Este es uno de los sistemas según el cual, y a diferencia del sistema propuesto en la presente invención, no se puede cambiar la orientación de la muestra una vez 40 iniciado el proceso de corte, y tampoco se pueden realizar cortes siguiendo tractos. Otras diferencias con la presente invención y que hacen que ésta sea especialmente ventajosa son, entre otras, que según WO2013095972:

la muestra tiene que estar fijada en resina, parafina o materiales similares por lo que no puede cortar tejidos vivos como en el caso de la presente invención, 45

la muestra no puede estar sumergida en líquido tamponado,

el dispositivo no permite mantener una muestra a temperatura inferior a la temperatura ambiente,

y no puede realizar cortes siguiendo tractos, al menos de tejido vivo.

El documento EP0386840 A (LAB ELECTRONIQUE PHILIPS) divulga un dispositivo micromanipulador para desplazar un soporte de muestra con varios grados de libertad con la ayuda de elementos de desplazamiento fijados a fuelles elásticos que participan en la transmisión del movimiento a través de una pared. El soporte de la muestra puede realizar al menos un movimiento de traslación y al menos un movimiento de rotación mediante varillas que transmiten el movimiento. El soporte puede también rotar 55

no sólo en el plano en el que se encuentra, sino también en un plano inclinado respecto al primero. Sin embargo, a pesar de estos grados de libertad, este sistema solo permite la rotación de la muestra como se indica en la figura 3 del documento. Y además tampoco permite realizar cortes siguiendo tractos. Por lo tanto mantiene también diferencias con el sistema de la presente invención que hacen que ésta sea claramente ventajosa respecto al dispositivo descrito en EP0386840. 5

US5461953 A (MCCORMICK J B) divulga un método y un aparato para cortar secciones de tejido para generar tiras con cualquier secuencia de sección deseada. Es un micrótomo tridimensional que permite el movimiento relativo de la muestra de tejido y la cuchilla en tres dimensiones. También puede incluir una cuchilla con capacidad de avanzar en dirección longitudinal y proporcionar un borde de corte fresco 10 a la zona de corte del micrótomo. Además de que el aparato divulgado en US5461953 no es un dispositivo de posicionamiento que se puede incluir en un vibrátomo como se describe en la presente invención, el microtomo divulgado en US5461953 genera movimiento relativo únicamente si la muestra esta endurecida, en caso contrario no puede cortarla.

Otras ventajas del dispositivo de la presente invención son: que según US5461953 15

la muestra tiene que estar fijada en resina, parafina o materiales similares por lo que no puede cortar tejidos vivos.

la muestra no puede estar sumergida en líquido tamponado.

no permite mantener una muestra a temperatura inferior a la temperatura ambiente.

Mientras que en el caso de la presente invención la muestra puede estar viva, se puede sumergir en 20 líquido tamponado y puede estar a temperatura inferior a la temperatura ambiente.

DE10258555 A1 (LEICA Mikrosysteme GMBH) divulga un método de preparación en un micrótomo o ultra-micrótomo en el que antes de la inserción de la muestra en el micrótomo se determina la distancia entre la superficie cortada de la muestra y el soporte de la muestra y se transmite al micrótomo. 25 También se divulga un método para medir la trayectoria que permite detectar cambios en la distancia mencionada, y un sistema de posicionamiento automático de una muestra en un micrótomo.

Otros documentos relacionados con dispositivos para seccionar muestras son DE 202004007658 que divulga un micrótomo de vibración para preparar muestras blandas, y tiene elementos de alineación 30 circulares o prismáticos para la plataforma de soporte del contenedor de vibración y el porta-cuchilla, dispuestos en paralelo y perpendiculares a la dirección de vibración. O el documento US 7954406 B2, que se refiere a un dispositivo para medir la desviación vertical de la cuchilla vibrante durante la operación de corte en un micrótomo de vibración.

Los vibrátomos convencionales presentan marcadas limitaciones que ralentizan el avance de la neurociencia. La estructura tridimensional del cerebro está constituida por circuitos neuronales altamente distribuidos por territorios físicamente distantes y que se comunican por conexiones de largo recorrido. Los estudios dirigidos a entender la función de los circuitos cerebrales conducirán a un mejor entendimiento del cerebro como sistema y con ello de sus patologías, y necesitan información 40 electrofisiológica de dichas poblaciones neuronales distribuidas. Estos estudios no se pueden realizar hoy en día con los vibrátomos existentes por lo que todas las posibilidades experimentales se reducen a estudios in vivo, con un rendimiento menor por su complejidad, y en los que tanto los registros múltiples, como las manipulaciones causales (farmacológicas...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo automático de posicionamiento para corte de tejido tridimensional, en una muestra de tejido viva o fijada caracterizado por que al menos comprende:

una plataforma (1) para depositar las muestras de tejido 5

un subsistema electromecánico que al menos comprende

o un primer motor (2) y primeros medios mecánicos que imprimen un movimiento angular a la plataforma (1)

o un segundo motor (3) y segundos medios mecánicos que imprimen un movimiento de inclinación de la plataforma (1) . 10

2. Dispositivo automático de posicionamiento según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende además medios electrónicos de control del movimiento del subsistema electromecánico.

3. Dispositivo automático de posicionamiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, 15 caracterizado por que los primeros medios mecánicos son dos engranajes dentados (4, 5) .

4. Dispositivo automático de posicionamiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los segundos medios mecánicos son un tercer engranaje tipo tornillo sinfín y un cuarto engranaje dentado. 20

5. Dispositivo automático de posicionamiento según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende dos finales de carrera que permiten posicionar la plataforma (1) en el punto de origen cada vez que se realiza un corte.

6. Dispositivo automático de posicionamiento según una de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que comprende además dos recipientes (9, 10) , de los cuales uno es uno es un recipiente interior que es una cubeta y un recipiente exterior de mayor tamaño que la cubeta, estando ésta contenida en él.

7. Dispositivo automático de posicionamiento según la reivindicación 6, caracterizado por que la cubeta está fabricada en aluminio o alumide.

8. Dispositivo automático de posicionamiento según la reivindicación 6, caracterizado por que dicho recipiente de mayor tamaño que la cubeta y la plataforma (1) de la cubeta están fabricados con plástico 35 de nylon blanco con un acabado mate.

9. Dispositivo automático de posicionamiento según una de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que comprende además medios electrónicos de control del subsistema mecánico que son: 40

- medios para crear prototipos electrónicos de código abierto,

- medios de control de dos motores paso a paso que accionan los engranajes.

10. Un dispositivo automático de posicionamiento según la reivindicación 9 caracterizado por que dichos medios para crear prototipos electrónicos de código abierto son un Arduino, y los medios de 45 control de los dos motores paso a paso que accionan los engranajes son drivers.

11. Un vibrátomo que comprende un dispositivo de posicionamiento como el definido en una de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Uso del dispositivo automático de posicionamiento definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, o del vibrátomo definido en la reivindicación 11, en histología, anatomía, bioquímica, farmacología o neurociencia.

13. Uso según la reivindicación 12, caracterizado por que comprende: 55

- disponer un líquido tamponado en la cubeta - disponer hielo en el recipiente de mayor tamaño - sumergir una muestra de tejido viva en el líquido tamponado contenido en la cubeta y - posicionar dicha muestra para ser seccionada, - iniciar el proceso de corte y realizar cambios de orientación mientras el corte se está efectuando el corte según la necesidades del usuario. 5

15. Uso según la reivindicación 14, caracterizado por que comprende seccionar una muestra fijada.

16. Uso según la reivindicación 14, caracterizado por que comprende seccionar muestras de tejido vivo conectadas funcionalmente y localizadas en distintas regiones cerebrales. 10

17. Uso del dispositivo automático de posicionamiento o del vibrátomo (8) , según la reivindicación 13, caracterizado por que comprende realizar cortes de la corteza cerebral paralelos a capas definidas de la misma, en cerebros extraídos de animales pequeños de laboratorio.