Recent advances in microfluidics and optical fiber technologies have enabled the development of miniaturized platforms for investigating, diagnosing, and treating disease. By precisely manipulating fluids and biological components at small scales, it is possible to recreate complex biological environments, while providing improved control over parameters such as flow conditions, chemical gradients, and cellular interactions. Microfluidic organ-on-chip systems provide in vitro environments that recapitulate key aspects of human physiology and pathology, offering opportunities to improve disease modeling and drug development. Similarly, optical fiber-based platforms provide compact platforms for improved biosensing, while point-of-care microfluidic technologies enable rapid and cost-effective diagnostic analysis. The integration of these technologies offers new opportunities for developing multifunctional systems that combine complex analytical capabilities with minimally invasive operation.

This thesis explores the use of microfluidic and optical fiber technologies for applications in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), the most common form of pancreatic cancer. The work focuses on two complementary technological approaches: Lab-on-Chip platforms for disease modelling and molecular diagnostics, and Lab-in-a-Fiber platforms for targeted cell detection, capture, and analysis.

First, a microfluidic pancreatic tumor-on-chip model was developed to reconstruct the desmoplastic organization of PDAC. In parallel, multifunctional fiber-based platforms were developed for the detection and capture of specific cell populations, spatial identification of target cells, and subsequent analysis. These approaches were further extended to fiber-based flow cytometry, providing a pathway towards integrated analysis of captured cells and other biological targets. Finally, a complementary point-of-care microfluidic platform was developed for sensitive nucleic-acid detection and genotyping, paving the way for decentralized molecular diagnostics.

Together, these platforms provide a technological foundation for studying complex tumor–microenvironment interactions and for exploring less invasive approaches to diagnosis and treatment. Ultimately, the combination of these technologies aims to enable improved disease characterization and treatment.

Senare tekniska framsteg inom mikrofluidik och optiska fiber har möjliggjort utvecklingen av miniatyriserade plattformar för att undersöka, diagnostisera och behandla sjukdomar. Genom att noggrant manipulera vätskor och biologiska komponenter i liten skala är det möjligt att återskapa komplexa biologiska miljöer, samtidigt som förbättrad kontroll över parametrar såsom flödesförhållanden, kemiska gradienter och cellulära interaktioner möjliggörs. Mikrofluidiska "Organ-on-Chip"-system erbjuder \textit{in vitro}-miljöer som återskapar centrala aspekter av mänsklig fysiologi och patologi, vilket ger möjligheter att förbättra sjukdomsmodellering och läkemedelsutveckling. På motsvarande sätt erbjuder optiska fiberbaserade plattformar kompakta lösningar för förbättrad biosensorik, medan mikrofluidiska "point-of-care"-teknologier möjliggör snabb och kostnadseffektiv diagnostisk analys. Integreringen av dessa teknologier erbjuder nya möjligheter att utveckla multifunktionella system som kombinerar avancerade analytiska funktioner med minimalt invasiv användning.

Denna avhandling undersöker användningen av mikrofluidiska och optiska fiberteknologier för tillämpningar inom duktalt adenokarcinom i pankreas (PDAC), den vanligaste formen av pankreascancer. Arbetet fokuserar på två kompletterande teknologiska angreppssätt: "Lab-on-Chip"-plattformar för sjukdomsmodellering och molekylär diagnostik, samt "Lab-in-a-Fiber"-plattformar för riktad detektion, infångning och analys av celler.

Först utvecklades en mikrofluidisk "Tumor-on-Chip"-modell för pankreascancer för att rekonstruera PDAC:s desmoplastiska organisation. Parallellt utvecklades multifunktionella fiberbaserade plattformar för detektion och infångning av specifika cellpopulationer, rumslig identifiering av målceller samt efterföljande analys. Dessa angreppssätt vidareutvecklades mot fiberbaserad flödescytometri, vilket ger en möjlig väg mot integrerad analys av infångade celler och andra biologiska mål. Slutligen utvecklades en kompletterande mikrofluidisk point-of-care-plattform för känslig detektion och genotypning av nukleinsyror, vilket banar väg för decentraliserad molekylär diagnostik.

Sammantaget utgör dessa plattformar en teknologisk grund för att studera komplexa interaktioner mellan tumörer och mikromiljön samt för att utforska mindre invasiva metoder för diagnostik och behandling. I slutändan syftar kombinationen av dessa teknologier till att möjliggöra förbättrad sjukdomskarakterisering och behandling.