Suvirinimo žaizdos

Paklauskite bet kurio, kas žino apie R. Roxo Andersono eksperimentus su lazeriais, ir tikėtina, kad išgirsite žodžius Star ir Trek arti. Vėlgi, mintyse gali kilti žemesnių technologijų analogijos, tokios kaip laivų statyklos ar automobilių kėbulų parduotuvės. Tačiau tai nėra mokslinė fantastika ir tikrai ne įprastas metalo apdirbimas. Andersonas dirba biologijos pasaulyje ir jo tikslas yra suvirinti žaizdas.

Žaizdų suvirinimas yra aukštųjų technologijų svajonė, kuri greitai gali tapti klinikine realybe, jei ji ras tinkamą nišą. Andersonas, Harvardo universiteto dermatologas, vadovaujantis Masačusetso bendrosios ligoninės (MGH) lazerių tyrimų laboratorijai, mano, kad lazeriai galėtų išstumti gana primityvias siūles ir kabes, kurios dabar plačiai naudojamos. Jis sako, kad neturėtume sugrąžinti žmonių į vieną vietą, daryti operacijų ir judinti organus, įsmeigti juos ten su mažais siūlais ir metalo gabalėliais. Tai archajiška.

Ši istorija buvo mūsų 1998 m. lapkričio mėnesio numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Andersonas ir jo kolegos tyrinėtojai nėra vieninteliai, kuriuos domina galimybė suvirinti įpjautus ir sužalotus kūno audinius. Keletas biomedicinos startuolių ir įsitvirtinusių lazerių gamintojų karštligiškai dirba prie to, o didesnės chirurgijos įmonės atidžiai stebi pažangą. Darbą skatina galimi suvirinimo lazeriu privalumai: greitesnės operacijos, mažiau komplikacijų, greitesnis gijimas. Tačiau sudėtinga komercinė realybė yra ta, kad daugeliui įprastų procedūrų susiuvimas ir susegimas yra pigūs ir giliai įsišakniję. Tačiau naujausi chirurgijos pažanga, ypač sparčiai augančioje minimaliai invazinių procedūrų srityje, sukuria galimybių, kurios gali paversti suvirinimą lazeriu klinikine realybe.

Iki šiol skubėjimas prie praktinio pritaikymo pranoko mokslinį supratimą apie tai, kas vyksta biologinio suvirinimo vietoje. Yra žinoma, kad kai lazeris įkaitina nuolydžio kraštus, ten esantys baltymai pradeda denatūruoti arba tirpti. Medžiagai vėsstant ji stingsta ir – jei viskas vyksta pagal planą – kraštai susilieja, paliekant siūlę kaip suvirinimo siūlę metaliniame vamzdyje. Siekdami palengvinti šį susiliejimo procesą, mokslininkai dažnai į žaizdą įpila baltyminio lydmetalio, kad sustiprintų siūlę.

Šis metodas yra patrauklus chirurgams, nes, viena vertus, jis galiausiai gali tapti labiau standartizuotas nei siuvimas, kuris vis dar yra labiau menas nei mokslas. Kaip toli jie įkiša adatą nuo audinio krašto, kaip toli vieną dygsnį nuo kito, kaip tvirtai suriša mazgą ar ištraukia siūlę tarp mazgų – visa tai subjektyvu ir kiekvienas chirurgas tai darys skirtingai, aiškina. Dix Poppas, Niujorko ligoninės Kornelio universiteto medicinos centro vaikų urologijos, rekonstrukcinės ir laparoskopinės chirurgijos direktorius ir audinių suvirinimo tyrėjas. Ir nors mechaniniai segikliai išnaudoja kai kuriuos amatus sujungiant audinius, jie ne visada yra praktiški gležnoms, netaisyklingoms ar labai mažoms struktūroms.

Skirtingai nei siūlai ar kabės, suvirinimo žaizdos taip pat turi vandeniui nepralaidų sandariklį, kad sulaikytų kūno skysčius, užkertant kelią kraujo netekimui, infekcijoms ir kartotinėms operacijoms. Lazeriai nepalieka virvelių ir metalo gabalėlių, kurie gali slopinti gijimą ir sukelti uždegimą, randus ir naujai suremontuotų kraujagyslių susiaurėjimą.

Pirmieji lazerinio audinio suvirinimo bandymai datuojami beveik 20 metų. Per tą laiką lazeriai tapo neįkainojama priemone chirurgams pjaustyti ar sunaikinti audinius ir, pavyzdžiui, sukėlė revoliuciją šalinant kataraktą. Tačiau, išskyrus plačiai naudojamą lazerinę tinklainės pritvirtinimo procedūrą, suvirinimas dar turi pasitvirtinti kaip tinkamiausias audinių uždarymo būdas.

Tačiau šiomis dienomis daugelis biomedicinos tyrinėtojų mano, kad ši sritis pasiekia kritinę masę. Laboratorinių ir gyvūnų tyrimų rezultatai ir toliau kaupiasi, o preliminarūs tyrimai su žmonėmis parodė galimą suvirinimo naudą atliekant tokias operacijas kaip vazektomijos atstatymas, arterijų ir venų prijungimas ir varpos apsigimimų korekcija. Aš tai darau 16 metų ir anksčiau niekas net neklausydavo – dabar sulaukiu skambučių kiekvieną savaitę, sako Poppas.

Nepaisant entuziazmo, tebėra neaišku, ar audinių suvirinimas gali užmegzti vietą karštai konkurencingame chirurgijos versle. Kad tai taptų standartine medicinos technika, gydytojai turės prieigą prie saugių ir patikimų suvirinimo prietaisų ir lydmetalių. Kai kurie iš šių elementų dabar atliekami klinikiniuose tyrimuose su žmonėmis, tačiau jie vis tiek turi pasitvirtinti ir gauti Maisto ir vaistų administracijos reguliavimo patvirtinimą. O produktus kuriančios įmonės turės apibrėžti ir užimti savo technologijų rinką, kuri duos pelningą grąžą.

Meno išėmimas

Esminis žingsnis siekiant plačiai pritaikyti audinių suvirinimą – sukurti paprastas naudoti lazerines sistemas, kurios būtų saugios ir patikimos daugeliui chirurgų, o ne tik aukštos kvalifikacijos mokslininkų, kurie kuria sistemas. Nors Poppas ir kiti chirurgai užsitarnavo puikių suvirintojų reputaciją, jų technika tam tikra prasme vis dar yra meno forma. Viena vertus, sunku nuspręsti, kada išjungti lazerį; jei audinys įkais per daug, jis sudegs, o jei nepakankamai įkais, suvirinimas bus silpnas.

Poppas, kuris suvirindamas naudoja baltyminius lydmetalius, aiškina, kad suvirinimo siūlės galinio taško apžiūrėjimas palieka daug vietos klaidoms. Vienintelis būdas tai padaryti yra žiūrėti į vizualius lydmetalio pokyčius – kai matote, kad jis sukietėja, kai matote, kad jis blizga, kai matote, kad jis burbuliuoja, kai matote, kad jis tampa nepermatomas. Tai labai subjektyvūs parametrai, ir kiekvienas chirurgas turės skirtingą nuomonę apie tai, kaip atrodo suvirinimas.

Kad procesas būtų nuosekliai atkuriamas paprastam chirurgui, Poppas bendradarbiauja su Danvers, Mass., Abiomed, kad išbandytų pažangesnę suvirinimo sistemą. Abiomed metodas naudoja infraraudonųjų spindulių detektorių, panašų į tuos, kurie naudojami ausų termometruose, kad būtų galima matuoti vietos temperatūrą, kai lazeris ją šildo. Signalas iš termometro patenka į mikroprocesorių, kuris reguliuoja lazerio išėjimą taip, kad temperatūra būtų palaikoma kelių laipsnių ribose. Anot Roberto Stewarto, pagrindinio „Abiomed“ personalo mokslininko, sistema patraukia suvirinimo meną. Bet kas gali nustatyti temperatūrą ir suvirinti, ir tai veiks.

Atliekant kai kurias subtilias operacijas, kurias atlieka audinių suvirintojai, pavyzdžiui, kai atliekami naujagimiai ir net vaisiai prieš gimimą, toks patikimumas gali būti gyvybės ir mirties klausimas. Nors šios didelės rizikos priemonės suteikia audinių suvirinimui lazeriu galimybę spindėti (siūlai plyš per trapius vaisiaus audinius), jie taip pat išryškina lazerio valdymą. Norėdami saugiai atlikti operacijas, mokslininkai iš Lawrence'o Livermore'o nacionalinės laboratorijos Berklyje, Kalifornijoje, išrado grįžtamuoju ryšiu valdomą suvirinimo sistemą ir, bendradarbiaudama su „Conversion Energy Enterprises“ Spring Valley, NY, komanda išbando galimybę ją naudoti užsandarina ir sujungia naujagimio ir vaisiaus kraujagysles.

Dead On

Nors patikima, lengvai naudojama lazerinė sistema yra būtina, daugelis mokslininkų mano, kad vien lazerio naudojimas baltymams, randamiems žaizdos vietoje, ištirpdyti negali padaryti sandariklio pakankamai tvirto klinikiniam naudojimui. Taigi, kaip ir santechnikai bei elektrikai, chirurgai kreipėsi į lydmetalius – šiuo atveju baltymus, gautus iš gyvūnų ar žmogaus audinių, kurie ištirpsta į žaizdą ir sustiprina audinių ryšį.

Devintojo dešimtmečio viduryje dar būdamas medicinos studentas, Poppas keletą varginančių mėnesių praleido laboratorijoje, dirbdamas su žiurkių šlaplėmis, naudodamas vien lazerį jas sandarindamas. Jis prisimena, kad vis mačiau ten potencialą, bet kažkas buvo ne taip. Lazeris patikimai nesukūrė pakankamai stipraus ryšio, kad galėtų konkuruoti su siūlais. Taigi Poppas pradėjo žaisti su daug baltymų turinčiomis raumenų ar venų juostelėmis arba kraujo lašeliais, kuriuos uždėjo ant perpjauto kraujagyslės prieš smogdamas lazerio šviesa. Rezultatai buvo geresni, bet vis tiek nepakankamai geri. Tada jis išbandė gryną baltymą – junginį, vadinamą albuminu, kurio gausu kraujo serume ir kiaušinių baltymuose. Aš jį sumaišiau, uždėjau ant žaizdos ir surišau šį daiktą, ir tai buvo neįtikėtina, rezultatai buvo tiesiog fenomenalūs, sako jis. Tiesą sakant, tą dieną turėjau eiti į [Grateful] Dead koncertą ir jo praleidau, nes vis dariau šiuos eksperimentus.

Tikintis laikrodis

Litavimo mokslui tvirtėjant ir tobulėjant lazerinėms technologijoms, audinių suvirinimo šalininkai nusiteikę optimistiškai. Pavyzdžiui, MGH Andersonas mano, kad jis ir jo kolegos eina link tikrovės, kurioje galiausiai atsiras vartotojui patogi audinių taisymo sistema, kuri labai panaši į tai, ką jie daro „Star Trek“. Tačiau kol technologija ir mokslinė fantastika nesusilieja, audinių suvirinimas susiduria su nelengvu iššūkiu; ji vis tiek turi rasti pradinį pritaikymą, kad technologija patektų į lentyną ir atvertų rinką.

Ir laikrodis tiksi. Kai kurie šalininkai nerimauja, kad jei per ateinančius kelerius metus suvirinimas netaps komerciškai perspektyvus, potencialias nišas užpildys naujos kartos biologiniai ir sintetiniai audinių klijai. Chirurginiai klijai ir sandarikliai – kai kurie sintetiniai Superglue pusbroliai ir kiti iš biologinių medžiagų – žada daug tų pačių privalumų, kaip ir audinių suvirinimas. Nors jokie klijai neatitinka visų idealaus audinių sandariklio kriterijų, klijai pradeda gauti reguliavimo patvirtinimą ribotam naudojimui, pavyzdžiui, mažų odos žaizdų ar pjūvių uždarymui. O klijų kūrėjai jau kuria stipresnius ir labiau biologiškai suderinamus produktus.

paslėpti