Optical fibre probe differentiates breast cancer tissue from normal tissue / Sonda in fibra ottica differenzia il tessuto del cancro al seno dal tessuto normale.
Researchers have developed an optical fibre probe claimed to distinguish breast cancer tissue from normal tissue, an advance that could allow surgeons to be more precise when removing breast cancer.
The device, developed at University of Adelaide, could help prevent follow-up surgery, which is currently needed for 15-20 per cent of breast cancer surgery patients where all the cancer is not removed.
Published in Cancer Research, the researchers at the University’s ARC Centre of Excellence for Nanoscale BioPhotonics (CNBP), the Institute for Photonics and Advanced Sensing, and the Schools of Physical Sciences and Medicine, describe how the optical probe works by detecting the difference in pH between the two types of tissue. The research was in collaboration with the Breast, Endocrine and Surgical Oncology Unit at the Royal Adelaide Hospital.
“We have designed and tested a fibre-tip pH probe that has very high sensitivity for differentiating between healthy and cancerous tissue with an extremely simple – so far experimental – setup that is fully portable,” said project leader Dr Erik Schartner, postdoctoral researcher at the CNBP at the University of Adelaide. “Because it is cost-effective to do measurements in this manner compared to many other medical technologies, we see a clear scope for this technology in operating theatres.”
According to the University, current surgical techniques to remove cancer lack a reliable method to identify the tissue type during surgery, relying on the experience and judgement of the surgeon to decide on how much tissue to remove. Because of this, surgeons often perform ‘cavity shaving’, which can result in the removal of excessive healthy tissue. And at other times, some cancerous tissue will be left behind.
“This is quite traumatic to the patient, and has been shown to have long-term detrimental effects on the patient’s outcome,” Dr Schartner said in a statement.
The optical fibre probe uses the principle that cancer tissue has a more acidic environment than normal cells; they produce more lactic acid as a by-product of their aggressive growth.
The pH indicator embedded in the tip of the optical probe emits a different colour of light depending on the acidity. A miniature spectrometer on the other end of the probe analyses the light and therefore the pH.
“How we see it working is the surgeon using the probe to test questionable tissue during surgery,” said Dr Schartner. “If the readout shows the tissues are cancerous, that can immediately be removed. Presently this normally falls to post-operative pathology, which could mean further surgery.
The researchers currently have a portable demonstration unit and are doing further testing. They hope to progress to clinical studies in the near future.
ITALIANO
I ricercatori hanno sviluppato una sonda in fibra ottica che è stata superiore nel distinguere il tessuto del cancro al seno dal tessuto normale, ottenendo un anticipo che potrebbe consentire ai chirurghi di essere più precisi quando si rimuove il tumore al seno.
Il dispositivo, sviluppato presso l'Università di Adelaide, potrebbe aiutare a prevenire un intervento chirurgico di follow-up, che è attualmente necessario per il 15-20 per cento dei pazienti di chirurgia del cancro al seno in cui tutto il tumore non viene rimosso.
Pubblicato in Cancer Research, i ricercatori del Centro di Ateneo ARC di Eccellenza per Nanoscale Biofotonica (CNBP), l'Istituto di fotonica e Advanced Sensing, e le Scuole di Scienze Fisiche e Medicina, descrivono come funziona la sonda ottica rilevando la differenza di pH tra i due tipi di tessuto. La ricerca è stata effettuata in collaborazione con il reparto per il seno, il sistema endocrino e l'Unità di Oncologia Chirurgica presso il Royal Adelaide Hospital.
"Abbiamo progettato e testato una sonda per il pH con la punta in fibra che ha molta elevata sensibilità per distinguere i tessuti sani e cancerosi con una messa a punto estremamente semplice - finora sperimentale - che è completamente portatile", ha detto il leader del progetto Dr Erik Schartner, ricercatore post-dottorato presso il CNBP presso l'Università di Adelaide. "Perché questa tecnica si è dimostrata conveniente per fare misurazioni in questo modo rispetto a molte altre tecnologie mediche, vediamo un campo d'applicazione di questa tecnologia nelle sale operatorie."
Secondo l'Università, le attuali tecniche chirurgiche per rimuovere il cancro mancano di un metodo affidabile per identificare il tipo di tessuto durante l'intervento chirurgico, basandosi sull'esperienza e il giudizio del chirurgo per decidere su quanto sia il tessuto da rimuovere. Per questo motivo, i chirurghi spesso eseguono 'cavità rasatura', che può comportare la rimozione eccessiva del tessuto sano. E altre volte, un po 'di tessuto canceroso non sarà asportato via.
"Questo è abbastanza traumatico per il paziente, ed è stato dimostrato di avere effetti negativi a lungo termine sull' esito del paziente", ha detto il dottor Schartner in un comunicato.
La sonda in fibra ottica utilizza il principio che il tessuto del cancro ha un ambiente più acido rispetto alle cellule normali; producono più acido lattico come sottoprodotto della loro crescita aggressiva.
L'indicatore di pH incorporato nella punta della sonda ottica emette un colore diverso della luce a seconda della acidità. Uno spettrometro in miniatura sull'altra estremità della sonda analizza la luce e quindi il pH.
«Come lo vediamo lavorare è il chirurgo che usa la sonda per testare il tessuto discutibile durante l'intervento chirurgico", ha detto il dottor Schartner. "Se la lettura mostra che i tessuti sono cancerogeni, essi possono essere immediatamente rimossi. Attualmente questo rientra normalmente nella patologia post-operatorio, che potrebbe significare un ulteriore intervento chirurgico.
I ricercatori hanno attualmente a disposizione una unità dimostrativa portatile e stanno facendo ulteriori test. Essi sperano di progredire verso gli studi clinici nel prossimo futuro.
Da:
https://www.theengineer.co.uk/optical-fibre-probe-differentiates-breast-cancer-tissue-from-normal-tissue/?cmpid=tenews_2864440
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