Atskirų vėžio ląstelių pašalinimas

Teksaso universiteto Ostine inžinieriai užpatentavo lazerinį mikroskalpelį, leidžiantį chirurgui operuoti audinius po vieną ląstelę, tiksliai nukreipiant į ligą ir paliekant gyvas sveikas aplinkines ląsteles.

Lazerinis žudikas: Adela Ben-Yakar (viršuje), naujo didelės raiškos lazerinio mikrozondo išradėja, dirba savo laboratorijoje Teksaso universitete Ostine. Mikrozondu darytoje nuotraukoje matoma krūties vėžio ląstelė, įterpta į kolageną, prieš (viduryje) ir po (apačioje) ją sunaikina zondas.

Prietaisas sujungia dvi technologijas – femtosekundinį lazerį ir dviejų fotonų fluorescencinę mikroskopiją – į vieną miniatiūrinį lankstų zondą. Zondas gali nukreipti į atskiras ląsteles trimatėje erdvėje, prasiskverbdamas į audinį iki 250 mikrometrų.

Zondas gali būti reikšminga pažanga atliekant endoskopines operacijas, kurioms reikalingas didelis tikslumas, pavyzdžiui, sunaikinant vėžines ląsteles, išsibarsčiusias visame smegenų audinyje, arba operuojant subtilius audinius, pavyzdžiui, balso stygas, jų nepažeidžiant, sakoma pranešime. Adela Ben-Yakar , mechanikos inžinerijos docentas Teksaso universitete Ostine. Ben-Yakar sukūrė mikrozondą kartu su Stanfordo universiteto docentu Olavu Solgaardu ir Chrisu Hoy, Ben-Yakar laboratorijos absolventu. Tyrimas buvo paskelbtas birželio 23 d „Optics Express“. .

Maži, lankstūs lazeriniai įrankiai dažnai naudojami endoskopinėje chirurgijoje, siekiant išgarinti nepageidaujamus audinius. Tačiau nors jie pasižymi didesniu tikslumu nei įprasti skalpeliai, esami lazeriniai įrankiai linkę generuoti daug šilumos, sukeldami žalą srityse, supančiose tikslinį audinį. Dabartinės technologijos iš tikrųjų išsprogdina viską aplinkui ir daro didelę žalą, sako Ben-Yakar.

Priešingai, femtosekundiniai lazeriai naudoja mažiau energijos nei įprasti lazeriniai chirurginiai įrankiai, todėl aplinkiniuose audiniuose sukuriama mažiau šilumos. Kadangi jie gali sunaikinti tikslines ląsteles nepadarydami žalos už tikslinės srities ribų, jie pradedami naudoti didelio tikslumo reikalaujančioms operacijoms: nuo 2003 m. oftalmologai naudoja femtosekundžių lazerinio mikroskopo įrankius akių chirurgija . Tačiau šiuo metu medicinoje naudojami staliniai lazeriai yra dideli, todėl juos galima naudoti tik kūno paviršiuje, pavyzdžiui, odai ar akims.

Be to, dviejų fotonų fluorescencinė mikroskopija taip pat buvo pritaikyta medicinoje ir biomedicinoje, kaip būdas gauti trimačius mažų struktūrų vaizdus. Tačiau iki šiol niekas jo nederino su femtosekundiniu lazeriu įrenginyje, kuris yra pakankamai mažas ir lankstus endoskopinei operacijai.

Ben-Yakar ir jos kolegos sugebėjo sujungti juos rankiniame zonde, naudodamos lanksčias tuščiavidures optines skaidulas, kad perduotų lazerio šviesą, todėl chirurgai gali panaudoti femtosekundinės lazerinės chirurgijos pranašumus giliai kūno viduje esančioms struktūroms. Ji sako, kad galite operuoti pavienes ląsteles nepakenkdami aplinkinėms sveikoms ląstelėms. Gijimas bus daug greitesnis, o audinių pašalinimas bus tikslesnis.

Kadangi tas pats zondas naudojamas ir ląstelėms vaizduoti, ir joms sunaikinti, galima vienu metu identifikuoti ir gydyti sergančius audinius. Mikrozondas valdomas vaizdo gavimo programine įranga, leidžiančia chirurgams nukreipti į atskiras ląsteles arba naudoti algoritmus, kurie gali aptikti sergančias ląsteles ir automatiškai jas sunaikinti. Šiuo metu lazerinis mikrozondas vis dar yra eksperimentinis įrankis. Jo išradėjai naudojo jį vėžinių ląstelių, išaugintų laboratorijoje bioinžineriniame audinyje, operacijai, tačiau prietaisas dar nebuvo panaudotas nei gyvūnams, nei žmonėms.

Problema, kurią dar reikia išspręsti prieš naudojant prietaisą pacientams, yra zondo pločio sumažinimas nuo 15 iki 5 milimetrų – standartinių endoskopinėje chirurgijoje naudojamų įrankių dydžio – taip, kad jis būtų suderinamas su esamomis chirurginėmis technologijomis. Jei norite būti suderinami su esamomis sistemomis, turite sumažinti dydį, sako Ben-Yakar. Bet kai padarysite jį mažesnį, zondas, optika bus sunkesnė. Bus sunku išlaikyti dabartinę rezoliuciją. Tai kitas žingsnis.

Roxas Andersonas , dermatologijos profesorius ir direktorius Wellmano fotomedicinos centras Masačusetso bendrojoje ligoninėje , mikrozondo kūrimą vadina svarbiu žingsniu... link plačios galimybės integruoti diagnostikos ir gydymo galimybes biomedicinoje.

paslėpti