Syöpä on maailmanlaajuisesti yksi merkittävimmistä terveysongelmista ja sen haitalliset vaikutukset ovat jatkuvassa kasvussa. Vaikka syöpätutkimus, syövän ennaltaehkäisy ja useat eri hoitomenetelmät ovat ottaneet suuria edistysaskelia viime vuosikymmeninä uusien laitteiden ja teknologian kehityksen seurauksena, syöpäkirurgian onnistuminen nojaa edelleen hyvin vahvasti kirurgin ammattitaitoon ja subjektiiviseen päätöksentekoon.
Syöpäkirurgian tavoitteena on poistaa pahanlaatuinen kudos kokonaisuudessaan aiheuttamatta tarpeetonta vahinkoa ympäröivään tervekudokseen. Syövän ja tervekudoksen rajapinta eli tervekudosmarginaali on kuitenkin usein erittäin haastavaa määrittää tarkasti pelkästään katsomalla ja tunnustelemalla. Esimerkiksi noin joka viidennessä rintasyöpäleikkauksessa tervekudosmarginaali arvioidaan väärin ja sen seurauksena potilaan elimistöön jää syöpäsoluja.
Syöpäkasvaimen epätäydellinen poisto vaatii aina jatkotoimenpiteitä, jotka usein sisältävät myös syövän uusintaleikkauksen. Uusintaleikkaukset ovat potilaalle henkisesti äärimmäisen raskaita ja aiheuttavat mittavia terveydenhuoltokustannuksia, jotka voisivat olla vältettävissä.
Teknologiset apukeinot tervekudosmarginaalin tunnistamiseen ovat tähän asti olleet liian kalliita, hitaita tai hankalasti sovellettavissa normaaliin leikkauksen työnkulkuun. Väitöskirjan tavoitteena oli tutkia mahdollisuutta hyödyntää leikkauksessa syntyvien savukaasujen mittaamista kudostyypin tunnistamisessa ja tuottaa uutta teknologiaa, jolla voitaisiin tulevaisuudessa parantaa tervekudosmarginaalin leikkauksenaikaista arviointia.
— Tavoitteenamme on kehittää kustannustehokas laite, jonka avulla kirurgi saisi reaaliajassa tiedon leikatun kudoksen tyypistä ja jonka avulla kirurgi voisi tarvittaessa korjata operaation aikana leikkauspintaa siten, että syöpäkasvain saadaan varmasti kerralla poistettua kokonaisuudessaan, Kontunen kertoo.
Väitöskirjassa tutkittu teknologia perustuu leikatun kudoksen haihtuvien orgaanisten yhdisteiden mittaamiseen liikkuvuuserospektrometrialla. Mittausmenetelmä tuottaa leikkaussavussa olevista molekyyleistä mittaustuloksen, joka voidaan esittää värikuvaajana.
— Näiden värikuvaajien piirteistä voidaan havaita eroja eri kudostyyppien välillä ja tunnistaa, onko mitattu kudos hyvän- vai pahanlaatuista sekä tarvittaessa palauttaa tieto kirurgille tai patologille jopa eräänlaisena anatomisena kudoskarttana. Käytännössä tavoitteena on siis tunnistaa syöpä ja eri kudostyypit niiden hajun perusteella, Kontunen jatkaa.
Väitöskirjatutkimus koostuu viidestä osatyöstä. Teknologiaa testattiin ensin teurasjätteenä saaduilla porsaan kudoksilla laboratorio-olosuhteissa, jonka jälkeen laitteistoa kehitettiin kohti väitöskirjatyön päättänyttä tutkimusta, jossa laitetta käytettiin 20 rintasyöpäleikkauksessa. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että teknologiaa voidaan hyödyntää kudostyyppien tunnistamisessa, mutta sen hyödyntäminen jokapäiväisessä kliinisessä käytössä vaatii vielä laitteiston lisäkehitystä.
— Viimeisen osatyön keskeisenä haasteena oli mittausjärjestelmän ytimenä toimivan kaupallisen anturin soveltumattomuus nopeisiin peräkkäisiin mittauksiin. Tutkimuksen jälkeen saimme itse valmistettua uuden anturin, joka on alusta asti suunniteltu mahdollistamaan myös reaaliaikaiset mittaukset. Kehittämämme teknologia on sen myötä ottanut tärkeän askeleen eteenpäin ja toivon, että voimme pian auttaa potilaita Suomessa ja muualla maailmassa selviämään syövästä ilman uusintaleikkauksia, Kontunen sanoo.
Kontunen on kotoisin Mikkelistä ja työskentelee tällä hetkellä suomalaisessa teknologia-alan yrityksessä Olfactomics Oy:ssä, joka hyödyntää liikkuvuuserospektrometriaa lääketieteen sekä teollisuuden sovelluksissa.
Diplomi-insinööri Anton Kontusen biolääketieteen tekniikan alaan kuuluva väitöskirja Tissue Identification by Differential Mobility Spectrometry tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa perjantaina 11.3.2022 klo 9.00 alkaen Sähkötalon auditoriossa S2, osoitteessa Korkeakoulunkatu 3, Tampere. Vastaväittäjänä toimii Associate Professor Brendan Kennedy Länsi-Australian yliopistosta. Kustoksena toimii tenure track -professori Antti Vehkaoja lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnasta.
Väitöstilaisuutta voi seurata myös etäyhteydellä.
Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-2303-5
Kuva: Kristiina Kompuinen