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iKnife: avere il manico dalla nostra parte non è mai stato così bello

Negli ultimi anni abbiamo sentito sempre di più parlare di telefoni intelligenti (iPhone), computer intelligenti (iMac), ma in quanti conoscono il bisturi intelligente: iKnife?

Si tratta di un particolare strumento analitico il cui utilizzo promette tanto nel campo delle identificazioni veloci. Si è soprattutto rivelato molto utile in ambito clinico per l’identificazione di tessuto canceroso.

Il termine “iKnife” è stato coniato dal professore Takats e dai suoi collaboratori dell’Imperial College di Londra e rappresenta l’unione tra un elettrobisturi e un sistema di spettrometria di massa, il REIMS (Rapid Evaporative Ionization Mass Spectrometry).

L’analisi dei tessuti biologici intatti mediante la spettrometria di massa (tecnica analitica utilizzata per l’identificazione di sostanze incognite) è stata, negli ultimi decenni, un obiettivo di molti scienziati. Questa metodica è molto affidabile e sicura e fornisce “un’impronta digitale” delle molecole analizzate.

In parole povere l’identificazione mediante questo strumento si basa sulla trasformazione dei componenti del campione in ioni (molecole che possono presentare una carica positiva o negativa) e sulla loro successiva frammentazione. Questi ultimi vengono poi separati in base al rapporto tra la loro massa e la loro carica.  Ma, richiedendo una particolare preparazione del campione, risultava molto difficile analizzare tessuti biologici intatti.

A risolvere il problema fu sempre il gruppo di Zoltan Takats, accoppiando allo spettrometro di massa un elettrobisturi.

L’elettrobisturi, strumento chirurgico di routine, rappresenta per i ricercatori dell’istituto britannico un meccanismo alternativo per la ionizzazione (generazione di ioni) in quanto, durante il taglio, il tessuto si surriscalda e viene in parte vaporizzato producendo un gran numero di ioni in forma gassosa. Al tradizionale elettrobisturi si associa una pompa che aspira le molecole vaporizzate e le invia allo spettrometro di massa per un’analisi accurata. Oltre al vantaggio di non dover preparare il campione, le analisi svolte mediante questa tecnica sono molto veloci, richiedono infatti pochi secondi.

Il suo utilizzo in diagnostica è oggi conosciuto come bisturi intelligente (iKnife).

Le sue funzionalità infatti si prestano bene all’introduzione in campo clinico per una diagnosi accurata ed in tempo reale durante un intervento chirurgico.

Nella chirurgia oncologica l’obiettivo di ogni chirurgo è quello di asportare tutto il tessuto canceroso ed allo stesso tempo rimuovere il minor quantitativo di tessuto sano. Ad esempio, in caso di neoplasia cerebrale, risulta molto importante una rimozione tumorale adeguata, infatti: da una parte togliendo tessuto sano le funzioni cerebrali possono essere compromesse, dall’altra l’asportazione incompleta aumenta il rischio di avere una recidiva.

Che l’iKnife possa essere lo strumento ideale per risolvere questo problema, lo dimostra uno studio, pubblicato sulla rivista scientifica Science Translational Medicine. Sono state effettuate 81 resezioni nelle quali l’identificazione mediante REIMS ha fornito un’accuratezza del 100% nella determinazione di tumori maligni.

Per poter usare iKnife durante un intervento è stato costruito un apposito database istologico, contenente campioni di tessuti cancerosi e sani. Il trucco che sfrutta questo bisturi intelligente è la diversificazione tissutale in base alla composizione in lipidi del tessuto.

Il chirurgo ha in questo modo la possibilità di escidere la massa cancerosa, evitando che rimangano residui di cellule tumorali. Durante il taglio con questo strumento, il tessuto emana dei vapori che verranno analizzati in pochi secondi dal REIMS e confrontati da un software con quelli presenti nel database, in modo tale da sapere se la lesione asportata è cancerosa o meno.

La principale funzione di iKnife è quella di poter distinguere in maniera altamente affidabile un tessuto sano da uno tumorale e garantire l’asportazione soltanto di quello che causa la patologia.

L’abilità di iKnife di fornire in tempo reale informazioni sui tumori (guida il chirurgo in fase operatoria sulle porzioni da tagliare!) lo rende uno strumento ideale per l’uso clinico ed apre ampi scenari su un suo reale utilizzo in tutte le sale operatorie con risultati di precisione mai visti prima.

 

                                                                                                                                                                Georgiana Florea

Per approfondire:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128122938000074

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