Американские ученые из университета Иллинойса разработали гексахроматическую камеру, которая может помочь в визуализации опухоли во время ее хирургического удаления. Основой для создания устройства послужил анализ зрения креветки-богомола, которая может воспринимать двенадцать цветов, в то время как человеческий глаз способен воспринимать только три цвета. Новая камера может визуализировать опухоли в организме во время операции, когда пациентам вводят метки (зонды), флуоресцирующие в ближнем инфракрасном диапазоне, для маркировки раковых клеток. Благодаря возможности видеть всю опухоль и удалять ее точно по краям, можно будет свести к минимуму хирургические вмешательства и снизить вероятность рецидива рака.

Информация об этой разработке была опубликована в журнале Science Translational Medicine.

Раковая ткань может выглядеть очень похоже на окружающую ее здоровую ткань, что затрудняет определение материала для удаления. Удаление слишком большого количества здоровой ткани может привести к плохим последствиям для пациентов, особенно при опухоли мозга, но оставление раковой ткани приводит к рецидиву опухоли, что ставит хирургов в затруднительное положение.

При создании своей новой новейшей технологии ученые ориентировались на структуру сложного глаза креветки-богомола. Исследователь Стивен Блэр, участвующий в разработке камеры, говорит:

У креветки-богомола такие невероятные глаза. Люди воспринимают три цвета – красный, зеленый и синий – благодаря одному слою светочувствительных колбочковых клеток, которые расположены на сетчатке, но креветка-богомол воспринимает до 12 цветов благодаря стекам светочувствительных клеток на кончике глаза. Таким образом, креветка-богомол может видеть то, что человек не может себе представить.

mantis shrimp-inspired imaging device that detects cancer cells during surgery. Electrical and Computer Engineering Professor Viktor Gruev. Graphic by Steven Drake, Beckman Institute.

Гексахроматическая камера использует оптические фильтры и полупроводники для захвата трех цветов ближнего инфракрасного света, которые иначе были бы невидимы для врача. В сочетании с зондами, флуоресцирующими в ближнем инфракрасном диапазоне излучения, которые можно вводить пациентам и которые преимущественно накапливаются в раковых клетках, камера может помочь хирургу определить, какие участки ткани являются раковыми.

По словам хирурга Горана Кондова, испытавшего эту технологию,

Сочетание этой камеры и новых лекарств, нацеленных на опухоли, позволит хирургам не оставлять раковых клеток в теле пациента. Эти “дополнительные глаза” помогут предотвратить рецидив заболевания, обеспечивая пациентам более быстрый и легкий путь к выздоровлению. Кроме того, устройство потенциально может быть изготовлено по низкой цене, поскольку оно настолько простое, что сделает его доступным для больниц по всему миру.

Источник

28.05.2021