شعاع الليزر يوفر طريقة جديدة لعلاج سرطان العظام
من بين الطرق العديدة لعلاج السرطان، فإن الجراحة تعتبر هي الأقدم، والأكثر نجاحاً في علاج السرطان. حتى مع ظهور العلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي والعديد من العلاجات التجريبية مثل البكتيريا التي تسعى إلى تدمير الخلايا السرطانية، فإن السرطانات، في معظم الأحيان، تحتاج ببساطة إلى أن يتم استئصالها من جسم المريض.
الهدف من ذلك هو إزالة كل الأنسجة السرطانية مع الحفاظ على أكبر قدر ممكن من الأنسجة السليمة المحيطة.
ولكن نظرًا لصعوبة رسم خط واضح بين الأنسجة السرطانية والأنسجة السليمة ، غالبًا ما يقوم الجراحون بإزالة أنسجة سليمة أكثر من اللازم خوفاً من بقاء بعض الخلايا السرطانية في الأطراف.
يعتبر هذا الأمر طبيعي في العديد من الأنسجة ولكن عندما يكون المريض مصاباً بسرطان العظام فإن هذه الأمر يسبب مشكلة كبيرة؛ حيث تمثل العظام تحدي فريد أثناء الجراحة بسبب صعوبة مقارنتها بالأنسجة الأخرى لأنها تنمو بشكل أبطأ بكثير من أنواع الأنسجة الأخرى.
يقول ليهونج وانج أستاذ الهندسة الطبية والهندسة الكهربائية : ” من الصعب جدًا أن تنمو العظام، لذا إذا قمت بإزالة جزء من العظام، فإنك تفقده بشكل كامل”.
اكتشاف جديد في جراحة سرطان العظام والمفاصل
توفر تقنية التصوير التشخيصي الجديدة التي طورها الباحثون في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا للجراحين القدرة على إجراء قطع أكثر دقة بعشرات المرات مقارنة بالطرق التقليدية، مما يسمح لهم بالحفاظ على ما يصل إلى 1000 مرة أكثر من الأنسجة السليمة ومنح المرضى تعافيًا أسهل.
تستغرق الطرق التقليدية المستخدمة وقتًا طويلاً لتحديد ما إذا كانت الشريحة العظمية تحتوي على خلايا سرطانية.
أولاً تتم إزالة الكتلة السرطانية من العظام مع الأنسجة السليمة ويتم إرسالها إلى المختبر حيث يتم إذابة مصفوفة الكالسيوم الصلبة ببطء، تاركة وراءها الخلايا الحية فقط.
و من ثم يتم تقطيع المواد المتبقية من الأنسجة الحية وتحليلها.
نظرًا لأن العملية يمكن أن تستغرق ما بين يوم وسبعة أيام حتى تكتمل، فلا يمكن للجراحين الاعتماد عليها أثناء العملية الجراحية لتحديد سلامة الأنسجة حول الكتلة السرطانية، وبالتالي يقومون بإزالة الكثير من الأنسجة السليمة أكثر مما قد يكون ضروريًا – وأكثر مما لو كانت في الأنسجة اللينة التي يمكن أخذ خزعة منها بسرعة.
تهدف تقنية التصوير الجديدة، المسماة الفحص المجهري الصوتي ثلاثي الأبعاد بالأشعة فوق البنفسجية للمسح، أو UV-PAM، إلى استبدال الطريقة التقليدية لتحديد أنسجة العظام السرطانية.
نظرًا لأن العملية تستغرق دقائق فقط، فإنها توفر للجراح القدرة على التمييز بين أنسجة العظام السليمة وأنسجة العظام السرطانية أثناء الجراحة.
مثل تقنيات التصوير الصوتي الضوئي الأخرى التي طورها البروفيسور وانغ ، يعمل UV-PAM باستخدام ضوء الليزر للتسبب في اهتزاز الجزيئات في الأنسجة الحية.
تحدث هذه الاهتزازات بترددات فوق صوتية ويمكن استخدامها لتصوير الأنسجة والأعضاء بنفس الطريقة التي تستخدم بها الموجات فوق الصوتية لتصوير الجنين.
يستخدم UV-PAM موجات فوق بنفسجية مضبوطة بشكل ليزري لتسبب اهتزاز جزيئات الحمض النووي والحمض النووي الريبي.
نظرًا لأن الخلايا السرطانية بنيتها مختلفة، وتحتوي على حمض نووي أكثر بكثير من الخلايا السليمة، فإن منطقة الأنسجة السرطانية تمتص ضوء الأشعة فوق البنفسجية بشكل أكبر، وبالتالي ستوفر إشارة فوق صوتية أقوى من الأنسجة السليمة، مما يجعل تحديد الأنسجة الخبيثة التي يجب إزالتها أكثر وضوحاً بالنسبة للجراح.
يقول وانج: “يمكننا تقديم النتائج في غضون 11 دقيقة، حتى يعرفوا بالضبط المكان الذي يجب القطع منه”
يقول البروفيسور وانج: “نحن فقط نقدم الصور إلى أخصائيي علم الأمراض”. “أي أنهم يستخدمون نفس الأنماط القديمة للتعرف لتحديد ما هو سرطاني وما هو صحي. هذا هو تدريبهم.”
في الوقت الحالي، يتم استخدام التكنولوجيا فقط في بيئة المخبر. يقول الدكتور وانج أنه يأمل في نقله إلى العالم الحقيقي حيث يمكن استخدامه على المرضى بشكل مباشر، لكنه يخطط أولاً لإجراء بعض التحسينات على الجهاز.
يقول: “نود أن نمنحها دقة مكانية أدق وسرعة تصوير أكبر حتى نتمكن من رؤية بعض التفاصيل داخل نواة الخلية بسرعة أكبر”. “هل يمكننا تجاوز علم الأمراض القياسي؟ نحن نعمل على ذلك.”
الورقة التي تصف UV-PAM ، بعنوان “الأنسجة العظمية الخالية من الملصقات أثناء العملية من خلال الفحص المجهري الضوئي فوق البنفسجي بمساعدة التعلم العميق” ، ظهرت في 19 سبتمبر في مجلة Nature Biomedical Engineering.
