Kirurgerna får snart en "smart" skalpell

Den nya elektriska skalpellen gör det möjligt att identifiera gränserna för en malign tumör under operationen, utan att frisk vävnad tas bort. Analysen tar ett par sekunder.

Kirurgiskt ingrepp för att avlägsna en malign tumör kräver virtuos precision från kirurgen – att helt befria patienten från tumören, förhindra att den växer igen och inte påverka opåverkade celler. Det visar sig att läkaren måste kunna skilja frisk vävnad från sjuk vävnad under operationen. Under sådana förhållanden måste man antingen vara en "kirurg från Gud" eller ha en speciell intuition. Det visar sig att ingenting är omöjligt.

Forskare från Imperial College (Storbritannien, London) och University of Debrecen (Ungern) kom sina kollegor till undsättning genom att utveckla en "smart" skalpell som skiljer mellan drabbade celler och friska under operation.

Forskarna fick hjälp av ett välkänt faktum: lipidmembranet skyddar cellerna från omgivningen. I sin tur tillåter det kvantitativa förhållandet mellan lipider oss att bestämma vilken vävnad cellen tillhör. Tumörvävnader har sitt eget förhållande mellan lipidmembran. Tidigare, för att identifiera friska och skadade celler, var det nödvändigt att skilja dessa strukturer åt, samt analysera dem efter att lipiderna hade renats med hjälp av en masspektrometer.

Idén att utföra lipidanalys under operation kom till den ungerske kemisten Zoltan Takacs. Det var logiskt att använda en elektrokirurgisk kniv för att kauterisera blodkärl som ett verktyg. Kauteriseringsprocessen främjar bildandet av det nödvändiga antalet joniserade molekyler för att återskapa cellens lipididentitet. Ångan och röken som frigörs vid kauteriseringsstället, som passerar genom en masspektrometer, hjälper till att identifiera cellerna.

Testerna av den "smarta" kniven ("iKnife - Intelligent Knife"), som mer liknar en pincett, utfördes på vävnader efter operation på 300 patienter. Efter att ha bearbetat cirka tre tusen prover med denna metod kunde den nya kirurgiska apparaten framgångsrikt skilja friska celler från tumörceller i vilket mänskligt organ som helst. Instrumentet kunde upptäcka även sekundära tumörprocesser som uppstod genom bildandet av metastaser från de återstående maligna cellerna.

Den skapade databasen över friska och sjuka vävnader ledde forskarna till att testa den elektriska skalpellen under verkliga förhållanden. Det "smarta" kirurgiska instrumentet deltog i 81 operationer och identifierade i nästan alla fall korrekt sjuka och friska celler. Igenkänningsprocessen tog från en till tre sekunder, vilket blev ytterligare en fördel med metoden, eftersom traditionell analys tog minst en halvtimme.

Den unika uppfinningen "iKnife" kan bli en oumbärlig assistent inom onkologisk kirurgi. Det återstår att se om det nya instrumentet avlägsnar tumörer mer exakt och effektivt. Detta kräver tid för att observera patienter som opererats med den "smarta" kniven.

Det är också nödvändigt att utföra tester i situationer där en cancertumör befinner sig på gränsen mellan flera vävnader och det är svårt att skilja friska celler från sjuka. Det återstår att hoppas att snart varje kirurg kommer att ha en "smart" skalpell.