«Умный» скальпель обнаружит раковые клетки

Ученые разработали «умный нож» - скальпель, который в режиме реального времени сообщает хирургам о наличии раковой ткани. При испытании в операционной «умный нож» iKnife с точностью 100% определял наличие раковых клеток в ткани. Раньше на такую процедуру требовалось около получаса, и пациент все это время находился под наркозом.

Скальпель iKnife в режиме реального времени отличает обычную ткань от раковой. Возможно, вскоре он будет использоваться хирургами во всем мире

Испытания iKnife проводились при финансировании Национального института исследований в области здравоохранения (Великобритания), Европейского исследовательского совета и Национального управления по исследованиям и технологиям (Венгрия).

Как правило, при лечении раковой опухоли врачи возлагают особые надежды именно на удаление пораженной ткани. Чтобы не допустить рецидива рака, хирург удаляет не только раковую ткань, но и часть здоровой. Однако на глаз невозможно определить, какая из тканей поражена, а какая здорова. По этой причине больным нередко требуется повторная операция - для полного удаления опухоли. А в случае сомнений образец ткани прямо во время операции отправляют на экспертизу, которая занимает не менее получаса. Пациент при этом находится под наркозом на операционном столе.

Принцип работы скальпеля iKnife основан на электрохирургии, которая была изобретена еще в 1920-х годах. Электрохирургические ножи используют электрический ток для быстрого нагревания тканей при надрезе и таким образом сокращают кровопотери. При этом во время работы хирурга таким скальпелем возникает дым, который, как правило, удаляется втяжной системой.

Изобретатель iKnife, доктор Золтан Такатс (Zoltan Takats) из Имперского колледжа в Лондоне, предположил, что дым может стать источником биологической информации. Для создания iKnife исследователь объединил электрохирургический нож и масс-спектрометр, который используется для определения присутствующих в ткани химических веществ. Различные типы клеток производят отличные друг от друга типы метаболических веществ в разных концентрациях, потому, анализируя продукты обмена веществ, можно представить информацию о состоянии ткани.

В исследовании ученые впервые использовали iKnife для анализа тканей, собранных у 302 пациентов хирургии. Исследователи записали характеристики тысяч доброкачественных и раковых тканей органов тела человека, в том числе мозга, легких, молочной железы, желудка, толстой кишки и печени. Теперь iKnife использует эту «библиотеку» для выявления рака. Процесс занимает около трех секунд.

После создания базы данных доктора провели 91 тест с iKnife в режиме реального времени в операционной (на образцах ткани пациентов). Оказалось, что его данные на 100% совпадали с данными послеоперационной диагностики ткани.

Таким образом, iKnife позволяет мгновенно и, главное, точно идентифицировать злокачественную ткань. В перспективе, когда iKnife станет обыденным хирургическим инструментом, можно будет снизить вероятность рецидива опухоли, а значит, у большего количества пациентов появится шанс на долгую здоровую жизнь после операции.

По словам изобретателя iKnife доктора Такатса, его скальпель можно использовать для других целей, например, для определения некоторых типов бактерий, идентификации тканей с недостаточным кровоснабжением. Более того, ученых даже провел эксперимент с iKnife, где «умный нож» отличил конину от говядины.

Пока iKnife не используется хирургами во время реальных операций, но разработчики «умного» скальпеля намерены изменить ситуацию в ближайшее время.