211service.com
Atsevišķu vēža šūnu iznīcināšana
Inženieri Teksasas Universitātē Ostinā ir patentējuši lāzera mikroskalpeli, kas ļauj ķirurgam operēt audus pa vienai šūnai, precīzi mērķējot uz slimību, atstājot veselas apkārtējās šūnas dzīvas.
Lāzera slepkava: Adela Ben-Yakar (augšā), jaunas augstas izšķirtspējas lāzera mikrozondes izgudrotāja, strādā savā laboratorijā Teksasas Universitātē Ostinā. Attēlā, kas uzņemts ar mikrozondi, redzama kolagēnā iestrādāta krūts vēža šūna, pirms (vidū) un pēc (apakšā) to iznīcina zonde.
Ierīce apvieno divas tehnoloģijas – femtosekundes lāzeru un divu fotonu fluorescences mikroskopiju – vienā miniaturizētā, elastīgā zondē. Zonde var mērķēt uz atsevišķām šūnām trīsdimensiju telpā, iekļūstot audos līdz 250 mikrometriem.
Zonde varētu būt nozīmīgs progress endoskopiskajā ķirurģijā, kas prasa augstu precizitāti, piemēram, iznīcinot vēža šūnas, kas izkaisītas pa smadzeņu audiem, vai operējot ar smalkiem audiem, piemēram, balss saitēm, tos nesabojājot. Adela Ben-Jakara , mašīnbūves docents Teksasas Universitātē Ostinā. Ben-Jakars izstrādāja mikrozondi kopā ar Stenfordas universitātes asociēto profesoru Olavu Solgārdu un Krisu Hoju, Ben-Jakara laboratorijas absolventu. Pētījums tika publicēts 23. jūnija numurā Optika Express .
Mazus, elastīgus lāzera instrumentus bieži izmanto endoskopiskajā ķirurģijā, lai iztvaicētu nevēlamus audus. Taču, lai gan tie piedāvā lielāku precizitāti nekā parastie skalpeļi, esošie lāzera instrumenti mēdz radīt daudz siltuma, radot bojājumus apgabalos, kas ieskauj mērķa audus. Pašreizējās tehnoloģijas patiešām uzspridzina visu apkārt, radot lielus bojājumus, saka Ben-Jakars.
Turpretim femtosekundes lāzeri patērē mazāk enerģijas nekā parastie lāzerķirurģijas instrumenti un tādējādi rada mazāk siltuma apkārtējos audos. Tā kā tie spēj iznīcināt mērķa šūnas, neradot bojājumus ārpus mērķa zonas, tos sāk izmantot operācijām, kas prasa lielu precizitāti: kopš 2003. gada oftalmologi ir izmantojuši femtosekundes lāzera mikroskopa instrumentus, lai veiktu acu operācija . Taču pašlaik medicīnā izmantotie galda lāzeri ir apjomīgi, tāpēc tos var izmantot tikai ķermeņa virsmās, piemēram, ādā vai acīs.
Tāpat arī divu fotonu fluorescences mikroskopija ir atradusi pielietojumu medicīnā un biomedicīnas attēlveidošanā, lai iegūtu mazo struktūru trīsdimensiju attēlus. Taču līdz šim neviens to nav apvienojis ar femtosekundes lāzeru ierīcē, kas ir pietiekami maza un elastīga endoskopiskai operācijai.
Ben-Yakar un viņas kolēģi spēja apvienot abas rokas zondē, izmantojot elastīgas dobas optiskās šķiedras, lai pārraidītu lāzera gaismu, potenciāli ļaujot ķirurgiem izmantot femtosekundes lāzerķirurģijas priekšrocības struktūrās dziļi ķermeņa iekšienē. Viņa saka, ka jūs varat veikt operāciju atsevišķām šūnām, nekaitējot apkārtējām veselajām šūnām. Dziedēšana būs daudz ātrāka, un audu noņemšana būs precīzāka.
Tā kā vienu un to pašu zondi izmanto gan šūnu attēlošanai, gan to iznīcināšanai, ir iespējams vienlaikus identificēt un ārstēt slimos audus. Mikrozondi kontrolē attēlveidošanas programmatūra, ļaujot ķirurgiem mērķēt uz atsevišķām šūnām vai izmantot algoritmus, kas var atklāt slimās šūnas lidojumā un tās automātiski iznīcināt. Pašlaik lāzera mikrozonde joprojām ir eksperimentāls instruments. Tās izgudrotāji to izmantojuši, lai laboratorijā veiktu operācijas vēža šūnām, kas audzētas bioinženierijas audos, taču ierīce vēl nav izmantota dzīvniekiem vai cilvēkiem.
Problēma, kas vēl ir jāatrisina, pirms ierīci var lietot pacientiem, ir zondes platuma samazināšana no 15 līdz 5 milimetriem — tā ir endoskopiskajā ķirurģijā izmantoto standarta instrumentu izmērs, lai tā būtu saderīga ar esošo ķirurģisko tehnoloģiju. Ja vēlaties būt saderīgs ar esošajām sistēmām, jums ir jāsamazina izmērs, saka Ben-Yakar. Bet, padarot to mazāku, zondi, optiku būs grūtāk. Būs grūti saglabāt pašreizējo izšķirtspēju. Tas ir nākamais solis.
Rokss Andersons , dermatoloģijas profesors un direktors Velmena fotomedicīnas centrs Masačūsetsas vispārējā slimnīcā , sauc mikrozondes izstrādi par svarīgu soli ceļā uz plašo iespēju integrēt diagnostikas un terapeitiskās iespējas biomedicīnā.