स्वस्थ ऊतकों में कैंसर फैलने की संभावना को कम करने के लिए कैंसरग्रस्त ऊतक का सर्जिकल उच्छेदन एक सामान्य उपचार है। हालाँकि, ऐसी सर्जरी की प्रभावकारिता सर्जन की कैंसरग्रस्त और स्वस्थ ऊतकों के बीच अंतर करने की क्षमता पर निर्भर करती है।
यह ज्ञात है कि कैंसरग्रस्त और स्वस्थ ऊतकों की चयापचय गतिविधियाँ काफी भिन्न होती हैं: कैंसरग्रस्त ऊतकों में अक्सर ऑक्सीजन के निम्न स्तर, या हाइपोक्सिया के साथ अराजक रक्त प्रवाह होता है। कैंसरग्रस्त ऊतकों में हाइपोक्सिक क्षेत्र आम होने के कारण, हाइपोक्सिया की सटीक पहचान सर्जरी के दौरान कैंसरग्रस्त ऊतकों को स्वस्थ ऊतकों से अलग करने में मदद कर सकती है।
से शोधकर्ताओं डार्टमाउथ में थायर स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग और विश्वविद्यालय के मैडिसन विस्कॉन्सिन सर्जरी के दौरान ऊतक में स्थानीय ऑक्सीजन सांद्रता की वास्तविक समय की इमेजिंग के लिए फ्लोरोसेंट जांच के उपयोग की जांच कर रहे हैं। वे अपने निष्कर्ष प्रस्तुत करते हैं जर्नल ऑफ बायोमेडिकल ऑप्टिक्स.
जब फ्लोरोसेंट जांच प्रकाश से उत्तेजित होती है, तो वे जमीनी स्थिति में लौट आती हैं और एक अलग ऊर्जा पर प्रकाश उत्सर्जित करती हैं। रोशनी के तुरंत बाद, जांच एक छोटी ऑप्टिकल प्रकाश पल्स उत्सर्जित करती है जिसे त्वरित प्रतिदीप्ति के रूप में जाना जाता है। कुछ जांचें रोशनी के कुछ समय बाद विलंबित प्रतिदीप्ति संकेत भी उत्पन्न कर सकती हैं।
यद्यपि त्वरित और विलंबित प्रतिदीप्ति संकेत दोनों समय के साथ क्षय हो जाते हैं, विलंबित प्रतिदीप्ति के लंबे समय तक क्षय की तुलना में शीघ्र प्रतिदीप्ति संकेत तेजी से क्षय होता है। विलंबित प्रतिदीप्ति संकेत क्षय को देखा जा सकता है और आस-पास के ऊतकों की चयापचय गतिविधि को बेहतर ढंग से समझने के लिए इसका विश्लेषण किया जा सकता है।
वास्तविक समय ऑक्सीजनेशन मूल्यांकन
पहला लेखक आर्थर पेटुसेउ और सहकर्मियों ने अग्नाशय के कैंसर के एक माउस मॉडल में जहां हाइपोक्सिक क्षेत्र मौजूद हैं, अंतर्जात आणविक जांच प्रोटोपोर्फिरिन IX (PpIX) द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की निगरानी के लिए एक ऑप्टिकल इमेजिंग प्रणाली का उपयोग किया।
शोधकर्ताओं ने PpIX को या तो एक टोपोलॉजिकल मरहम के रूप में या इंजेक्शन के माध्यम से जानवर के पार्श्व पार्श्व में प्रशासित किया और उत्तेजना स्रोत के रूप में 635 एनएम मॉड्यूलेटेड लेजर डायोड का उपयोग करके प्रतिदीप्ति उत्पन्न की। उन्होंने पाया कि विलंबित से त्वरित प्रतिदीप्ति का अनुपात ऊतक में स्थानीय ऑक्सीजन आंशिक दबाव के विपरीत आनुपातिक था।
विलंबित प्रतिदीप्ति सिग्नल की कमजोर तीव्रता का पता लगाना तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण हो जाता है। इस पर काबू पाने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक टाइम-गेटेड इमेजिंग प्रणाली का उपयोग किया जो केवल छोटी समय खिड़कियों के भीतर प्रतिदीप्ति संकेत की अनुक्रमिक निगरानी को सक्षम बनाता है। इसने उन्हें पृष्ठभूमि शोर का पता लगाने को कम करने और विलंबित प्रतिदीप्ति सिग्नल में परिवर्तनों की सटीक निगरानी करने में सक्षम बनाया।
आगे के विश्लेषण से पता चला कि कैंसरग्रस्त हाइपोक्सिक कोशिकाओं से प्राप्त विलंबित प्रतिदीप्ति संकेत स्वस्थ, अच्छी तरह से ऑक्सीजन युक्त ऊतक से प्राप्त प्रतिदीप्ति संकेत से पांच गुना अधिक था। इसके अलावा, टीम ने यह भी पाया कि विलंबित प्रतिदीप्ति संकेत को ऊतक पैल्पेशन (शारीरिक परीक्षण के दौरान त्वचा पर दबाव डालना) द्वारा और अधिक बढ़ाया जा सकता है, जो क्षणिक हाइपोक्सिया को बढ़ाता है और दो संकेतों के बीच अस्थायी अंतर को सक्षम बनाता है।
"क्योंकि अधिकांश ट्यूमर में सूक्ष्म क्षेत्रीय हाइपोक्सिया मौजूद होता है, PpIX विलंबित प्रतिदीप्ति से हाइपोक्सिया संकेतों की इमेजिंग सामान्य ऊतक और ट्यूमर के बीच उत्कृष्ट अंतर की अनुमति देती है," पेटुसेउ कहते हैं।
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शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला है कि हाइपोक्सिया की उपस्थिति में PpIX फ्लोरोसेंट जांच के अनूठे उत्सर्जन के कारण उत्पन्न होने वाली विलंबित प्रतिदीप्ति की निगरानी से सर्जरी के दौरान स्वस्थ और कैंसरग्रस्त ऊतकों के बीच अंतर करने में कई लाभ होते हैं। वे कहते हैं, "तीव्र अनुक्रमिक चक्र में त्वरित और विलंबित प्रतिदीप्ति दोनों को प्राप्त करने से ऑक्सीजन के स्तर की इमेजिंग एक तरह से संभव हो गई जो PpIX एकाग्रता से स्वतंत्र थी।"
“आवश्यक सरल तकनीक और तेज़ फ्रेम दर क्षमता के साथ PpIX की कम विषाक्तता इस कंट्रास्ट तंत्र को मनुष्यों के लिए अनुवाद योग्य बनाती है। इसे भविष्य में ऑन्कोलॉजिकल सर्जिकल मार्गदर्शन के लिए एक आंतरिक कंट्रास्ट तंत्र के रूप में आसानी से इस्तेमाल किया जा सकता है, ”पेटुसेउ का दावा है।
