只要十秒就知道 省時又安全
當外科醫生在手術房中準備切除病人體內的癌細胞時,最擔心的就是沒切乾淨或是切到健康的組織。現在,美國德州大學奧斯汀分校一群科學家和工程師發明了一支名叫MasSpec的筆,只要把這支筆放在想要測量的組織上,短短十秒內就可以知道目前觸碰的組織有沒有癌細胞。這支筆不僅為外科醫生省下大把時間,也讓手術更加安全,且減少患者癌症復發的機率。
希望醫生把癌細胞切乾淨
研究團隊也將他們的發明分享在《科學轉化醫學期刊》(Science Translational Medicine)上。
帶領研究團隊的德州大學奧斯汀分校化學助教埃柏林(Livia Schiavinato Eberlin)表示:「如果你在術後跟癌症患者聊天,許多人談到的話題之一就是:『我希望外科醫生把癌細胞全切乾淨了。』」
「當情況不是這樣時令人心碎,但我們的科技可以大幅增加外科醫生在手術時將癌症移除的機會。」
在德州大學釋出的這支影片中,解釋了MasSpec筆背後的原理還有在手術房中如何使用。
為什麼能測得出來?
至於MasSpec筆為何能測出癌組織,背後的原理和癌細胞特殊的代謝物有關。快速生長和蔓延的癌細胞和其他健康細胞相比,內部化學作用生成的代謝物很不一樣。
讓代謝物進入水滴
當研究人員把筆貼在想檢測的部位時,只要輕輕踩一下腳踏板,就會有一滴水滴在待檢測的部位上,這時身體組織釋出的代謝物會進入這滴水,這滴具有代謝物的水會再被吸走送往機器分析。
透過質譜儀來分析
透過和MasSpec筆相連的質譜儀,研究人員可以在一秒內就分析成千上萬的化學物質,產生所謂的化學指紋,讓醫生可以馬上知道現在MasSpec筆觸碰的身體組織究竟是癌細胞還是健康的組織。
對患者影響非常小
而整個MasSpec筆檢測癌細胞的過程對患者來說影響非常小。
參與發明的德州大學奧斯汀分校工程學院研究員張家麟(音譯,Jialing Zhang)說:「當我們在設計MasSpec筆時,我們確保筆觸碰到的組織保持完整,整個過程只有水和塑膠筆尖會接觸到組織。」
「設計出的成品就是這個生物兼容和自動化醫療的裝置,我們希望可以盡快在臨床上使用。」
冷凍切片分析耗時
目前,外科醫生利用「冷凍切片分析」(Frozen Section Analysis)在手術中檢測癌細胞,這種分析法除了耗時,有時也不正確。每個切片需要 30分鐘甚至更多時間才能準備好交由病理學家分析,如此一來大大增加了病患感染和麻醉導致的負面影響。此外,對某些類型的癌症來說,要用冷凍切片來分析有困難,有多達 10-20%的病例產生不可信的結果。
新發明正確率高達96%
但是,MasSpec筆和冷凍切片分析法不同。研究人員用MasSpec筆檢測了 253份樣本,這些樣本包含了乳癌、肺癌、甲狀腺癌和卵巢癌,當然還有健康的組織,結果發現MasSpec筆癌細胞檢測的正確率高達 96%。
不斷改良 希望明年臨床用
而研發團隊也不斷改良MasSpec筆,目前這支筆已經從可以分析 1.5公釐的組織到可以分析 0.6公釐的組織了。他們希望明年就可以在臨床手術中測試,並且獲得美國食品與藥物管理局的許可。
帶領研發團隊的埃柏林說:「這項科技令人興奮的地方在它如何清楚地滿足臨床的需求。這樣工具優雅又簡單,短期內就能讓外科醫生使用。」
來自研發團隊的德州貝勒醫學院內分泌手術負責人蘇利伯爾克(James Suliburk)醫生說:「我們希望可以提供病患更精準、更快速、更安全的手術,這項技術滿足了這三項。」
現在的阻礙:質譜儀
不過,雖然MasSpec筆本身製作成本便宜,但與它搭配的質譜儀又貴又笨重。埃柏林坦承:「現在的阻礙是質譜儀,我們希望質譜儀可以小一點、便宜一點,而且針對可以在手術室內進進出出來打造。」