Un bisturí inteligente , iKnife o onkoknife , es un bisturí quirúrgico que examina el tejido al entrar en contacto con él durante una operación y proporciona información inmediata sobre si ese tejido contiene células cancerosas . [1] Durante una cirugía, esta información se proporciona continuamente al cirujano, acelerando significativamente el análisis del tejido biológico y permitiendo la identificación y eliminación de células cancerosas. Los electrobisturís se han utilizado desde la década de 1920 y la cirugía con bisturí inteligente no se limita únicamente a la detección del cáncer. En estudios clínicos, el iKnife ha demostrado una precisión diagnóstica impresionante: distingue el tejido ovárico benigno del tejido canceroso (sensibilidad del 97,4 %, especificidad del 100 %), [2] el tumor mamario del tejido mamario normal (sensibilidad del 90,9 %, especificidad del 98,8 %) [3] y reconoce las características histológicas de un pronóstico desfavorable en el carcinoma colorrectal. [4] Además, la tecnología detrás de iKnife (espectrometría de masas por ionización evaporativa rápida [REIMS]) puede identificar levaduras Candida hasta el nivel de especie. [5]
El bisturí inteligente fue inventado por el Dr. Zoltán Takáts , químico investigador húngaro asociado a la Universidad Semmelweis de Budapest . Actualmente es profesor de Química Analítica en el Imperial College de Londres (Reino Unido). Su iKnife se ha probado en tres hospitales entre 2010 y 2012. Tras el análisis de laboratorio de muestras de tejido de 302 pacientes incluidos en una base de datos, se encontraron 1624 muestras de cáncer y 1309 de muestras no cancerosas.
La versión piloto actual del iKnife le ha costado al científico húngaro que lo creó, a MediMass Ltd. ( empresa con sede en Old Buda ) que participa en la investigación, a colegas del Imperial College y al gobierno húngaro aproximadamente 200.000 libras esterlinas (68 millones de HUF). Sin embargo, según Takáts, la inversión habrá valido la pena, ya que el dispositivo está en vías de comercialización.
El instrumento ha sido adquirido por Massachusetts Waters Corporation para su desarrollo por MediMass Ltd. , que lo identifica como tecnología innovadora sustancial etiquetada como "Intelligent late" y "REIMS", según su comunicado de prensa del 23 de julio de 2014. [6] La transacción comercial incluyó toda la innovación de MediMass , incluidas patentes, software, bases de datos y recursos humanos relacionados con la tecnología.
El examen directo de tejidos biológicos mediante espectrometría de masas (MS) comenzó en la década de 1970, pero en ese momento no existía el siguiente avance en las condiciones técnicas. El método no proporcionó ninguna información útil sobre la composición química de las muestras analizadas. [7] El primer avance se produjo con los métodos de ionización por desorción ( espectrometría de masas de ionización secundaria - SIMS, ionización por desorción láser asistida por matriz - MALDI), según un comunicado. Usando estos métodos, después de la preparación adecuada de la muestra, se puede lograr el análisis de imágenes de tejidos biológicos químicos. [8] A partir de finales de la década de 1990, se hizo evidente que los datos de espectrometría de masas en los estudios de imágenes mostraban un alto grado de especificidad tisular, que la histología tisular podía determinar la información espectral de masas y viceversa. [9]
En el caso de los componentes proteicos y peptídicos detectados, la expresión específica de las proteínas en cada tejido es conocida comúnmente. Los métodos inmunohistoquímicos precisos se basan en este fenómeno. Sin embargo, la detección con espectrómetro de masas, principalmente de membranas celulares y tejidos similares, específicamente, de lípidos complejos de tejidos similares, arroja resultados sorprendentes. Dado que la distribución de las proteínas concuerda bien con los patrones de distribución obtenidos por métodos inmunohistoquímicos, la distribución de los componentes lipídicos de la espectrometría de masas de ionización directa, anteriormente eran métodos relativos que condujeron a la aparición de una nueva era en el estudio de muestras biológicas. La ionización por electrospray de desorción (DESI) fue la primera técnica de MS, que permitió la prueba no invasiva de cualquier objeto (u organismo) sin preparación de la muestra, independientemente de su forma o propiedades mecánicas. [10]
Durante el verano de 2009 se describió la espectrometría de masas de ionización evaporativa rápida ( REIMS ). Se trata de un método de segunda generación. Principalmente, los componentes lipídicos de los tejidos proporcionan la información, pero también permiten la detección diferentes moléculas de metabolitos y ciertas proteínas. La ventaja más importante de la especificidad de los datos de espectrometría de masas se encuentra a nivel histológico , proporcionando la oportunidad de identificar tejido biológico basándose en la composición química. El método REIMS es único, en el sentido de que, si bien las técnicas de espectrometría de masas descritas anteriormente son específicas para el método particular desarrollado, se deben utilizar fuentes de iones, pero es difícil en el caso de los dispositivos de fuente de iones utilizados en la práctica quirúrgica. Con el funcionamiento de una variedad de herramientas de corte de tejido, como un bisturí de diatermia , un láser quirúrgico o un atomizador de tejido ultrasónico , se forma un aerosol que tiene una composición característica del tejido cortado, que también contiene construcciones celulares ionizadas.
Entre ellos, en el contexto del método REIMS, son importantes los fosfolípidos formadores de membrana intactos, que son fácilmente detectables por espectrometría de masas por un lado y, por otro lado, contienen la combinación de las características del tipo de tejido particular. El análisis espectrométrico de masas es solo una implementación de un desarrollo de sistema de extracción eficaz que fue necesario para cortar el sitio quirúrgico en el momento de hacer funcionar el espectrómetro de masas de aerosol generado. Para este propósito, sirve un llamado tubo Venturi, así como las piezas de mano quirúrgicas mencionadas anteriormente, que se modifican para fumar los aerosoles a través de ellas. El análisis del gas de combustión en el espectrómetro de masas se realiza instantáneamente, en unas pocas décimas de segundo, lo que da como resultado un espectro de masas de fosfolípidos específico del tejido, lo que permite una respuesta del cirujano en menos de dos segundos. El análisis de los espectros recopilados se realiza mediante un software de evaluación especial, que fue desarrollado para este propósito. El software compara continuamente los datos entrantes durante la cirugía, valida los espectros de masas almacenados en una base de datos, asigna la clase apropiada y el resultado se muestra visualmente al cirujano. También puede proporcionar información al cirujano a través de una señal de audio. [11] Se estima que la precisión de identificación de tejidos durante la operación es superior al 92 %. [12]
Por lo tanto, el método es adecuado para su uso en un entorno quirúrgico para llevar a cabo mediciones, así como para ser parte de un sistema complejo de identificación de tejidos utilizado durante la extirpación quirúrgica de tumores, y puede ayudar al cirujano en el sitio quirúrgico con un mapeo histológico preciso. La espectrometría de masas de ionización evaporativa rápida (REIMS) es una técnica novedosa que permite realizar cortes electroquirúrgicos con una caracterización casi en tiempo real del análisis in vivo de tejido humano a través del análisis de los vapores liberados durante el proceso de tejido y aerosoles. La tecnología REIMS y el procedimiento electroquirúrgico agregan el diagnóstico de tejidos al principio operativo del cuchillo inteligente iKnife. [1]