Metināšanas brūces

Pajautājiet ikvienam, kurš zina par R. Roksa Andersona eksperimentiem ar lāzeriem, un, iespējams, jūs dzirdēsiet vārdus Star un Trek tiešā tuvumā. Vēlreiz prātā varētu nākt arī zemāku tehnoloģiju analoģijas, piemēram, kuģu būvētavas vai automobiļu virsbūves veikali. Bet tā nav zinātniskā fantastika, un tā noteikti nav parastā metālapstrāde. Andersons strādā bioloģijas pasaulē, un viņa mērķis ir aizmetināt brūces.

Brūču metināšana ir augsto tehnoloģiju sapnis, kas drīz varētu kļūt par klīnisku realitāti, ja tā atradīs pareizo nišu. Andersons, Hārvardas universitātes dermatologs, kurš vada lāzera pētījumu laboratoriju Masačūsetsas vispārējā slimnīcā (MGH), uzskata, ka lāzeri varētu aizstāt salīdzinoši primitīvās šuves un skavas, kuras pašlaik tiek plaši izmantotas. Viņš saka, ka mums nevajadzētu atkal likt cilvēkus kopā vai veikt operācijas un pārvietot orgānus, iespraužot tos ar mazām aukliņām un metāla gabaliņiem. Tas ir arhaisks.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 1998. gada novembra numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Andersons un viņa pētnieku kolēģi nav vienīgie, kurus interesē iespēja sagriezt ķermeņa sagrieztos un ievainotos audus atpakaļ kopā. Saujiņa biomedicīnas jaunuzņēmumu un pieredzējuši lāzeru ražotāji drudžaini strādā pie tā, un lielāki ķirurģijas uzņēmumi rūpīgi seko līdzi progresam. Darbu virza potenciālās lāzermetināšanas priekšrocības: ātrākas operācijas, mazāk komplikāciju, ātrāka dzīšana. Tomēr grūtā komerciālā realitāte ir tāda, ka lielākajā daļā izplatīto procedūru šūšana un skavošana ir lēta un dziļi iesakņojusies. Taču jaunākie sasniegumi ķirurģijā, jo īpaši strauji augošajā minimāli invazīvo procedūru jomā, rada iespējas, kas varētu padarīt lāzermetināšanu par klīnisku realitāti.

Līdz šim steiga uz praktiskiem pielietojumiem ir apsteigusi zinātnisko izpratni par to, kas notiek biometināšanas vietā. Ir zināms, ka, kad lāzers sasilda īres malas, olbaltumvielas sāk denaturēties vai kust. Materiālam atdziestot, tas sacietē un, ja viss notiek saskaņā ar plānu, malas saplūst, atstājot šuvi kā metinājuma šuvi metāla caurulē. Lai atvieglotu šo saplūšanas procesu, pētnieki bieži pievieno brūcei uz proteīnu balstītu lodmetālu, lai nostiprinātu šuvi.

Metode ir pievilcīga ķirurgiem, jo, pirmkārt, tā galu galā var kļūt standartizētāka nekā šūšana, kas joprojām ir vairāk māksla nekā zinātne. Cik tālu viņi ieliek adatu no audu malas, cik tālu noliek vienu dūrienu no otra, cik cieši sasien mezglu vai izvelk dūrienu starp mezgliem - tas viss ir subjektīvi, un katrs ķirurgs to darīs savādāk, skaidro Dikss Popass, Ņujorkas slimnīcas Kornela universitātes medicīnas centra bērnu uroloģijas, rekonstruktīvās un laparoskopiskās ķirurģijas direktors un audu metināšanas pētnieks. Un, lai gan mehāniskie skavotāji atņem daļu no auduma savienošanas iespējām, tie ne vienmēr ir praktiski piemēroti smalkām, neregulārām vai ļoti mazām struktūrām.

Atšķirībā no šuvēm vai skavām, metināšanas brūces nodrošina arī ūdensnecaurlaidīgu blīvējumu, lai noturētu ķermeņa šķidrumus, novēršot asins zudumu, infekcijas un atkārtotas operācijas. Un lāzeri neatstāj aiz sevis virknes un metāla gabalus, kas var kavēt dzīšanu un izraisīt iekaisumu, rētas un tikko salabotu asinsvadu sašaurināšanos.

Pirmie lāzera audu metināšanas mēģinājumi aizsākuši gandrīz 20 gadus. Šajā laikā lāzeri ir kļuvuši par nenovērtējamu instrumentu ķirurgiem audu griešanai vai iznīcināšanai, un, piemēram, ir radījuši revolūciju kataraktas izņemšanā. Bet, izņemot plaši izmantoto lāzera procedūru tīklenes atkārtotai piestiprināšanai, metināšanai vēl ir jāpierāda, ka ir izvēlēta audu slēgšanas metode.

Tomēr mūsdienās daudzi biomedicīnas pētnieki uzskata, ka joma sasniedz kritisko masu. Iepriecinoši laboratorijas un dzīvnieku pētījumu rezultāti turpina uzkrāties, un sākotnējie pētījumi ar cilvēkiem ir parādījuši metināšanas potenciālo lietderību tādās operācijās kā vazektomijas maiņa, artēriju un vēnu atkārtota pievienošana un dzimumlocekļa iedzimtu defektu korekcija. Es to daru 16 gadus, un agrāk neviens pat neklausījās — tagad man zvana katru nedēļu, saka Poppas.

Neraugoties uz entuziasmu, joprojām nav skaidrs, vai audu metināšana var izveidot vietu karstās konkurences ķirurģijas biznesā. Lai tā kļūtu par standarta medicīnas paņēmienu, ārstiem būs nepieciešama piekļuve drošām un uzticamām jau nopērkamām metināšanas ierīcēm un lodmetāliem. Daži no šiem priekšmetiem tagad ir cilvēku klīniskajos pētījumos, taču tiem joprojām ir jāpierāda sevi un jāsaņem Pārtikas un zāļu pārvaldes apstiprinājums. Un uzņēmumiem, kas izstrādā produktus, būs jādefinē un jāiegūst tirgus savai tehnoloģijai, kas nodrošinās ienesīgu atdevi.

Mākslas izņemšana

Izšķirošs solis audu metināšanas plašā pielietošanā ir viegli lietojamu lāzersistēmu izveide, kas ir drošas un uzticamas daudzu ķirurgu rokās, ne tikai augsti kvalificētiem pētniekiem, kuri izstrādā sistēmas. Lai gan Poppas un citi ķirurgi ir izpelnījušies izcilu metinātāju reputāciju, viņu tehnika joprojām savā ziņā ir mākslas forma. Pirmkārt, ir grūti spriest, kad izslēgt lāzeru; ja audi kļūst pārāk karsti, tie sadegs, ja tie nesakarst pietiekami, metināšana būs vāja.

Poppas, kurš metināšanas laikā izmanto proteīnu lodmetālus, skaidro, ka metināšanas gala punkta acīs apskatīšana atstāj daudz iespēju kļūdām. Vienīgais veids, kā to izdarīt, ir aplūkot vizuālās izmaiņas, kas notiek lodmetālā - kad redzat, ka tas sacietē, kad redzat, ka tas mirdz, kad redzat, ka tas burbuļo, kad redzat, ka tas kļūst necaurspīdīgs. Tie ir ārkārtīgi subjektīvi parametri, un katram ķirurgam būs atšķirīgs viedoklis par to, kā izskatās metinātā šuve.

Lai process būtu konsekventi reproducējams vidusmēra ķirurgam, Poppas sadarbojas ar Danvers, Massachusetts, Abiomed, lai pārbaudītu viedāku metināšanas sistēmu. Abiomed pieejā tiek izmantots infrasarkanais detektors, kas ir līdzīgs tiem, ko izmanto ausu termometros, lai mērītu vietas temperatūru, kad lāzers to silda. Signāls no termometra tiek ievadīts mikroprocesorā, kas pielāgo lāzera jaudu, lai uzturētu temperatūru dažu grādu robežās. Sistēma, pēc Roberta Stjuarta, Abiomed galvenā personāla zinātnieka domām, atceļ metināšanas mākslu. Ikviens var iestatīt temperatūru un metināt, un tas darbosies.

Dažās delikātajās operācijās, kuru mērķis ir audu metinātāji, piemēram, jaundzimušos un pat augļus pirms dzimšanas, šāda uzticamība varētu būt dzīvības un nāves jautājums. Lai gan šie augsta riska pielietojumi sniedz lāzera audu metināšanai iespēju spīdēt (šuves varētu izplēst trauslos augļa audus), tie arī izceļ lāzera pārbaudē iesaistītās likmes. Lai operācijas veiktu droši, pētnieki no Lorensa Livermora Nacionālās laboratorijas Bērklijā, Kalifornijā, ir izgudrojuši atgriezeniskās saites kontrolētu metināšanas sistēmu, un, sadarbojoties ar Conversion Energy Enterprises of Spring Valley, NY, komanda pārbauda tās izmantošanas iespējamību aizzīmogot un savienot kopā jaundzimušo un augļa asinsvadus.

Dead On

Lai gan uzticama, viegli lietojama lāzera sistēma ir būtiska, daudzi pētnieki uzskata, ka, vienkārši izmantojot lāzeru, lai izkausētu brūces vietā atrastos proteīnus, nevar izveidot pietiekami spēcīgu blīvējumu klīniskai lietošanai. Tātad, tāpat kā santehniķi un elektriķi, ķirurgi ir pievērsušies lodmetāliem – šajā gadījumā olbaltumvielām, kas iegūtas no dzīvnieku vai cilvēka audiem, kas izkūst brūcē un pastiprina audu saikni.

Astoņdesmito gadu vidū vēl būdams medicīnas students, Popas vairākus kaitinošus mēnešus pavadīja laboratorijā, strādājot ar žurku urīnizvadkanāliem, izmantojot lāzeru, lai tos aiztaisītu. Viņš atceras, ka es tur redzēju potenciālu, taču kaut kas nebija pareizi. Lāzers neradīja pietiekami stipru saiti, lai konkurētu ar šuvēm. Tāpēc Poppas sāka spēlēties ar olbaltumvielām bagātām muskuļu vai vēnu sloksnēm vai asiņu pilieniem, ko viņš uzlika virs pārgrieztā trauka, pirms tam trāpīja ar lāzera gaismu. Rezultāti bija labāki, bet joprojām nebija pietiekami labi. Pēc tam viņš izmēģināja tīru proteīnu — savienojumu, ko sauc par albumīnu, kas ir daudz asins serumā un olu baltumos. Es to sajaucu un uzliku uz brūces un salīmēju šo lietu, un tas bija neticami, rezultāti bija vienkārši fenomenāli, viņš saka. Patiesībā man tajā dienā bija jāiet uz [Grateful] Dead koncertu, un es to nokavēju, jo turpināju veikt šos eksperimentus.

Tikšķ Pulkstenis

Tā kā lodēšanas zinātne nostiprinās un lāzertehnoloģijas uzlabojas, audu metināšanas atbalstītāji ir optimistiski. Piemēram, MGH Andersons uzskata, ka viņš un viņa kolēģi virzās uz realitāti, kurā galu galā būs pieejama, lietotājam draudzīga audu atjaunošanas sistēma, kas līdzinās tam, ko viņi dara programmā Star Trek. Taču, pirms tehnoloģija un zinātniskā fantastika var saplūst, audu metināšana saskaras ar biedējošu izaicinājumu; tai joprojām ir jāatrod sākotnējais pielietojums, lai tehnoloģija nonāktu plauktā un atvērtu tirgu.

Un pulkstenis tikšķ. Daži atbalstītāji uztraucas, ka, ja metināšana tuvāko gadu laikā nekļūs komerciāli dzīvotspējīga, iespējamās nišas aizpildīs jaunas paaudzes bioloģiskās un sintētisko audu līmes. Ķirurģiskās līmes un hermētiķi — daži no Superglue sintētiskajiem līdzekļiem un citi, kas izgatavoti no bioloģiskiem materiāliem — sola daudzas tādas pašas priekšrocības kā audu metināšana. Lai gan neviena līmjava neatbilst visiem ideāla audu hermētiķa kritērijiem, līmes sāk iegūt normatīvo aktu apstiprinājumu ierobežotiem lietojumiem, piemēram, nelielu ādas brūču vai iegriezumu aizvēršanai. Un līmes izstrādātāji jau strādā pie spēcīgākiem un bioloģiski saderīgākiem produktiem.

paslēpties