iKnife เป็นมีดผ่าตัดอัจริยะ ที่สามารถดมกลิ่นของเซลล์มะเร็งได้ ซึ่งมันจะช่วยให้ศัลยแพทย์ ตัดชิ้นเนื้อร้าย ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าหากศัลยแพทย์ไม่สามารถบอกได้ว่า ขอบเขตของเนื้อเยื่อที่เป็นมะเร็งมีมากน้อยแค่ไหน ถ้าหากเขาตัดเนื้อร้ายทิ้งมากเกินไป อาจจะทำให้ผู้ป่วยเจ็บตัวมากขึ้น แต่ถ้าหากเขาตัดชิ้นเนื้อน้อยเกินไปล่ะ มันอาจจะทำให้เนื้อร้ายที่หลงเหลืออยู่ลุกลามอีกครั้งหนึ่งก็เป็นไปได้ แต่ตอนนี้ปัญหาเหล่านี้ก็คลีคลายลงไปเมื่อนักวิจัย ได้พัฒนามีดผ่าตัด ที่สามารถดมกลิ่นควันที่เกิดจากการจี้ชิ้นเนื้อด้วยความร้อนขณะที่ผ่าตัด แล้วสามารถที่จะบอกได้ทันทีเลยว่า เนื้อเยื่อตรงนั้นนั้นเป็นเซลล์มะเร็งหรือว่าเป็นเซลล์ปกติ มีดผ่าตัดชิ้นนี้ ทำงานด้วยการวิเคราะห์ ไขมันองค์ประกอบ ซึ่งถือว่าเป็นโมเลกุลหลักที่เป็นองค์ประกอบของเยื้อหุ้มเซลล์ เนื่องจากมีการศึกษามาก่อนหน้านี้แล้วว่า สัดส่วนของปริมาณกรดไขมันบางชนิดในเซลล์มะเร็ง จะแตกต่างจากเซลล์ปกติ แต่ว่าการที่จะทำอย่างนั้นได้ จำเป็นต้องตัดเอาชิ้นเนื้อออกมาก่อน แล้วก็ต้องเตรียมชิ้นเนื้อ เพื่อที่จะเอาไปผ่านเครื่องมือวิเคราะห์มวลของสารที่เป็นองค์ประกอบ (mass specrometry) ซึ่งสุดท้าย ค่าของมวล ประจุไฟฟ้า และโครงสร้างของสารที่เป็นองค์ประกอบ จะเป็นตัวบอกว่า เนื้อเยื่อชิ้นนั้นๆ เป็นเซลล์มะเร็งหรือไม่
Zoltán Takáts นักเคมีชาวฮังการี ก็สงสัยว่า จะเป็นไปได้ไหมที่เขาจะสามารถเร่งวิธีการแบบเดิมๆ ให้เร็วขึ้นด้วยการวิเคราะห์ควันที่เกิดจากมีดไฟฟ้าที่ศัลยแพทย์ใช้ผ่าตัดและจี้หลอดเลือด อย่างตรงๆ เลย โดยที่ไม่ต้องเอาชิ้นเนื้อไปตรวจวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการเพิ่มเติม ถึงแม้ว่าเขาจะทราบดีว่า ควันที่ได้นั้น เป็นของผสมที่มีองค์ประกอบสกปรกมาก แต่ว่าองค์ประกอบหลักๆ ของควันก็คือ โมเลกุลที่แตกตัวเป็นไอออนเรียบร้อยแล้ว ซึ่งโมเลกุลชนิดนี้เองเป็นสิ่งเดียวกันกับที่เครื่องมือวัดมวล (mass spectrometer) ต้องการ และในที่สุดเขาและทีมงาน ก็ประสบความสำเร็จที่สามารถแสดงให้เห็นว่า รูปแบบของกรดไขมัน ที่ได้จากการดูดเอาควันจากมีดผ่าตัดไฟฟ้า แล้วนำไปวัดด้วย mass spectromter สามารถจำแนกเนื้อเยื่อของสัตว์แต่ละประเภทได้ และนี่เองก็เป็นจุดเริ่มต้นในการเอาแนวความคิดนี้ มาใช้จริงในทางคลีนิค
โดยทีมของเขา กับ Jeremy Nicholson นักชีวเคมี ที่เป็นหัวหน้าภาควิชาศัลยศาสตร์และมะเร็ง Imperial College ได้ทดสอบสิ่งที่เขาขนานนามว่า “มีดอัจฉริยะ (intelligent knife)” หรือว่า iKnife ในห้องผ่าตัด โดยเริ่มต้นที่ทีมของเขาได้เก็บตัวอย่างของเนื้อเยื่อมะเร็งประมาณ 3,000 ชิ้น จากผู้ป่วยที่ได้รับการผ่าตัดกว่า 300 ราย ซึ่งเนื้อเยื้อเหล่านี้ ได้รับการยืนยันจากนักพยาธิวิทยาว่าบางส่วนเป็นเนื้อเยื่อปกติ และบางส่วนก็เป็นชิ้นเนื้อที่เป็นมะเร็ง หลังจากนั้น เขาก็ได้จับคู่เนื้อเยื้อแต่ละชิ้นเข้ากับ สัดส่วนของไขมันที่เป็นองค์ประกอบ ที่วิเคราะห์จากการสัมผัสกับ iKnife สุดท้าย เขาก็แสดงให้เห็นว่า iKnife สามารถที่จะจำแนกเนื้อเยื้อปกติออกจากเนื้อเยื่อที่เป็นมะเร็งได้ และยิ่งกว่านั้นก็คือ iKnife สามารถบอกได้ว่า จุดไหนเป็นจุดเริ่มต้นของการแพร่กระจายของเนื้อร้าย และจุดไหนเป็นการเจริญเติบโตลำดับถัดมา ที่ได้รับเชื้อมะเร็งจากจุดอื่นๆ ของร่างกาย
ต่อมานักวิจัยยังทดลองการใช้ iKnife ในการผ่าตัดมะเร็งจริงๆ อีก 81 ครั้ง โดยใช้เทียบจากฐานข้อมูลของชิ้นเนื้อ 3,000 ชิ้น ดังที่กล่าวมาข้างต้นเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง โดยที่ iKnife สามารถที่จะแยกเนื้อเยื้อที่เป็นมะเร็งออกจากเนื้อเยื้อปกติ ได้เกือบทั้งหมด โดยใช้การยืนยันจากผลการวิเคราะห์จากห้องปฏิบัติการพยาธิวิทยาภายหลัง “แค่เพียง 1 – 3 วินาที สำหรับการวิเคราะห์ผลของ iKnife ซึ่งถือว่าเป็น ของมูลที่ได้ ณ เวลาจริงเลย” Takáts กล่าว (เมื่อเทียบกับการวิเคราะห์ของนักพยาธิวิทยาซึ่งจะใช้เวลามากกว่า 30 นาที) และผลลัพธ์ที่น่าประทับใจก็คือ มันจะช่วยลดเวลาการผ่าตัดของคนไข้ และทำให้ศัลยแพทย์สามารถทำงานได้เร็วและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น โดยขั้นต่อไปของงานวิจัยก็คือ การหาว่าหลังจากที่คนไข้ที่ผ่าตัดด้วย iKnife มันสามารถที่จะช่วยลดจำนวนคนไข้สำหรับการเกิดเนื้อร้ายซ้ำได้หรือไม่
ถึงแม้ว่าจะมีนักวิจัยพยายามใช้วิธีอื่นๆ ในการหาขอบเขตของเซลล์มะเร็ง อาทิการฉีดสีชนิดพิเศษที่สามารถไปติดเฉพาะที่เซลล์มะเร็งได้ แต่ iKnife มันง่ายกว่า เพราะว่า “มันไม่ใด้เพิ่มวิธีใดๆ ไปจากวิธีปกติที่ศัลยแพทย์ทำอยู่แล้วเลย” Nicholson กล่าว ศัลยแพทย์เพียงแค่ดูวีดีโอแสดงตอนที่ตัดเนื้อเยื่อว่า เซลล์ที่กำลังตัดอยู่นี้ เป็นเซลล์อะไร เช่นสีแดงบอวว่าเป็นเซลล์มะเร็ง สีเขียวเป็นเซลล์ปกติ สีเหลืองเป็นบางอย่างที่อยู่กลางๆ
ที่มา: https://news.sciencemag.org/sciencenow/2013/07/smart-knife-sniffs-out-cancer-ce.html