Chirurgen werden bald ein "intelligentes" Skalpell haben

Das neue elektrische Skalpell ermöglicht es, die Grenzen eines bösartigen Tumors während einer Operation zu identifizieren, ohne gesundes Gewebe zu entfernen. Die Analyse dauert nur wenige Sekunden.

Der chirurgische Eingriff zur Entfernung eines bösartigen Neoplasmas erfordert vom Chirurgen höchste Präzision – er muss den Patienten vollständig vom Tumor befreien, sein erneutes Wachstum verhindern und nicht betroffene Zellen nicht beeinträchtigen. Es stellt sich heraus, dass der Arzt während der Operation gesundes von erkranktem Gewebe unterscheiden kann. Unter solchen Bedingungen muss man entweder ein „Chirurg Gottes“ sein oder eine besondere Intuition besitzen. Es stellt sich heraus, dass nichts unmöglich ist.

Wissenschaftler des Imperial College (Großbritannien, London) und der Universität Debrecen (Ungarn) kamen ihren Kollegen zu Hilfe, indem sie ein „intelligentes“ Skalpell entwickelten, das während der Operation zwischen betroffenen und gesunden Zellen unterscheidet.

Den Forschern half eine bekannte Tatsache: Die Lipidmembran schützt Zellen vor der Umwelt. Das quantitative Verhältnis der Lipide wiederum ermöglicht es uns, zu bestimmen, zu welchem Gewebe die Zelle gehört. Tumorgewebe hat ein eigenes Verhältnis von Lipidmembranen. Um gesunde und geschädigte Zellen zu identifizieren, war es bisher notwendig, diese Strukturen zu unterscheiden und sie nach der Reinigung der Lipide mit einem Massenspektrometer zu analysieren.

Die Idee, Lipidanalysen während einer Operation durchzuführen, kam dem ungarischen Chemiker Zoltan Takacs. Es lag nahe, ein elektrochirurgisches Messer zum Veröden von Blutgefäßen zu verwenden. Der Kauterisationsprozess fördert die Bildung der notwendigen Anzahl ionisierter Moleküle, um die Lipididentität der Zelle wiederherzustellen. Der an der Kauterisationsstelle freigesetzte Dampf und Rauch, der durch ein Massenspektrometer geleitet wird, helfen bei der Identifizierung der Zellen.

Die Tests des „intelligenten“ Messers („iKnife – Intelligent Knife“), das eher einer Pinzette ähnelt, wurden an Gewebeproben von 300 Patienten nach Operationen durchgeführt. Nach der Verarbeitung von rund 3.000 Proben mit dieser Methode konnte das neue chirurgische Gerät in jedem menschlichen Organ erfolgreich gesunde Zellen von Tumorzellen unterscheiden. Das Gerät konnte sogar sekundäre Tumorprozesse erkennen, die durch die Bildung von Metastasen aus den verbleibenden bösartigen Zellen entstanden.

Die erstellte Datenbank mit gesundem und erkranktem Gewebe veranlasste die Wissenschaftler, das elektrische Skalpell unter realen Bedingungen zu testen. Das „intelligente“ chirurgische Instrument war an 81 Operationen beteiligt und identifizierte in fast allen Fällen erkrankte und gesunde Zellen präzise. Der Erkennungsprozess dauerte ein bis drei Sekunden, was ein weiterer Vorteil der Methode war, da herkömmliche Analysen mindestens eine halbe Stunde dauerten.

Die einzigartige Erfindung „iKnife“ könnte ein unverzichtbarer Helfer in der onkologischen Chirurgie werden. Es bleibt abzuwarten, ob das neue Instrument Tumore präziser und effizienter entfernt. Dies erfordert Zeit, um Patienten zu beobachten, die mit dem „intelligenten“ Messer operiert werden.

Es ist auch notwendig, Tests für Situationen durchzuführen, in denen sich ein Krebstumor an der Grenze mehrerer Gewebe befindet und es schwierig ist, gesunde Zellen von kranken zu unterscheiden. Es bleibt zu hoffen, dass bald jeder Chirurg über ein „intelligentes“ Skalpell verfügt.