Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Translational Medicine của Mỹ, các nhà khoa học Anh cho biết họ đã sáng chế thành công một loại dao phẫu thuật “thông minh” giúp bác sĩ phẫu thuật biết mô sắp loại bỏ có phải ung thư hay không chỉ trong vòng vài giây. Đây được xem là cuộc cách mạng trong phẫu thuật loại bỏ ung thư.
iKnife - dao thông minh tìm diệt tế bào ung thư
Trong các trường hợp ung thư liên quan đến khối u rắn, giải pháp chữa trị tốt nhất là phẫu thuật loại bỏ khối u ung thư. Tuy nhiên, việc xác định mô nào bị ung thư nếu chỉ bằng mắt thường sẽ rất khó khăn. Hơn nữa, các bác sĩ phẫu thuật thường phải gửi một mẫu mô của bệnh nhân đến máy phân tích khi bệnh nhân vẫn đang trong tình trạng gây mê để xác nhận đó là mô ung thư hay mô khỏe mạnh. Nhiều thống kê cho thấy, 1/5 bệnh nhân ung thư phải trải qua phẫu thuật lần thứ hai mới loại bỏ được hoàn toàn các phần mô bị ung thư. Để khắc phục tình trạng này, các nhà khoa học từ Trường Imperial College London (Anh) đứng đầu là TS. Zoltan Takats đã sáng chế ra dao phẫu thuật thông minh iKnife - thiết bị sẽ thông báo cho bác sĩ phẫu thuật biết đầu dao đang chạm vào mô khỏe mạnh hay mô ung thư chỉ sau vài giây - đây được kỳ vọng là thiết bị sẽ thay đổi ngành phẫu thuật loại bỏ ung thư.
Các kết quả thử nghiệm với dao iKnife đã cho kết quả rất khả quan.
iKnife được thiết kế dựa vào phương pháp phẫu thuật điện, một kỹ thuật được phát minh từ năm 1920. Các dao phẫu thuật điện thông thường sẽ sử dụng một dòng điện nhanh chóng đốt nóng mô khi chúng cắt, tạo ra khói và số khói này sẽ được hút bằng các thiết bị chuyên dụng. Quan sát hiện tượng này, các nhà khoa học nhận thấy khói bay ra trong quá trình cắt mô chứa nhiều thông tin sinh học nên đã kết nối dao mổ điện với một quang phổ kế đóng vai trò như thiết bị phân tích các chất hóa học trong mẫu mô. Theo TS. Takats: Các iKnife hoạt động bằng cách sử dụng kỹ thuật bay hơi ion hóa khối phổ (viết tắt là REIMS). Trong khi phẫu thuật, dao điện chạm vào mô sẽ tạo thành khói bay lên. Hóa chất trong khói có khúc xạ ánh sáng khác nhau tạo nên quang phổ ánh sáng khác nhau. Các mô bị ung thư sẽ có quang phổ ánh sáng khác với các mô lành mạnh. Sử dụng biện pháp REIMS trong vài giây, bác sĩ phẫu thuật sẽ biết chính xác mình cắt mô chính xác hay không. Và kỹ thuật REIMS sẽ giúp các nhà khoa học thu thập dữ liệu hữu ích về hóa sinh khối u.
Các thí nghiệm thành công
Trong năm 2013, TS. Takats và nhóm nghiên cứu của ông đã sử dụng các iKnife để phân tích mẫu mô thu thập từ 302 bệnh nhân được trải qua phẫu thuật để loại bỏ các khối u, ung thư và không phải ung thư. Họ ghi lại những đặc điểm của hàng ngàn mẫu mô ung thư và khỏe mạnh lấy từ khối u não, phổi, vú, dạ dày, ruột và gan. Từ những mẫu này, nhóm các nhà nghiên cứu đã tạo ra một cơ sở dữ liệu của 1.624 mẫu ung thư và 1.309 mẫu không phải ung thư. Sử dụng iKnife với kỹ thuật REIMS trong 81 can thiệp phẫu thuật, kết quả cho thấy dao iKnife phát hiện chính xác mô ung thư 100% chỉ sau không đầy 3 giây.
Hướng đi của iKnife
Gần đây, các nhà nghiên cứu tại Vương quốc Anh và Canada đã bắt tay thực hiện chế tạo iKnife với đầu dò laser để phát hiện các mô bất thường trong quá trình phẫu thuật cắt bỏ khối u não. Kỹ thuật này sử dụng đầu dò tia laser hồng ngoại để xác định mô là ung thư hay khỏe mạnh bằng cách đo ánh sáng phản chiếu mô. Khi chỉ các chùm tia sáng vào não, các phân tử trong tế bào bắt đầu rung động. Bằng cách đo tần số rung động, các nhà khoa học có thể nói chính xác đó là mô khỏe mạnh hay không. Và với iKnife, thiết bị cải tiến này chỉ mất vài giây phân tích. Trong phẫu thuật ung thư, khả năng phát hiện chính xác một vùng mô ác tính trong thời gian ngắn nhất chỉ vài giây có thể là ranh giới mong manh giữa sự sống và cái chết, giữa việc có phải lặp lại phẫu thuật loại bỏ mô ung thư lần nữa hay không. Ngoài việc loại bỏ chính xác các mô ung thư, iKnife giúp giảm sự mất mát không cần thiết những mô khỏe mạnh giúp bệnh nhân sớm hồi phục sức khỏe hơn.
TS. Takats nhấn mạnh: Các kết quả thử nghiệm với dao iKnife đã cung cấp bằng chứng thuyết phục về việc nó có thể ứng dụng trong hàng loạt phẫu thuật ung thư khác nhau. Các nhà khoa học hy vọng dao thông minh iKnife sẽ giảm tỷ lệ tái phát các mô ung thư và cứu sống nhiều bệnh nhân ung thư.