新型激光扫描显微镜提高了癌细胞的检测能力
夫琅和费的研究人员已经开发出一种非常快速的技术，可以在病人离开手术室之前就确定肿瘤是否已经完全切除。使用激光扫描显微镜和荧光肿瘤标记物的结合，医生可以在手术后立即检测到任何残留的癌细胞。
手术切除肿瘤是一个微妙的过程。的癌组织必须全部切除，要非常精确，切口要尽可能少。之后，外科医生必须问自己一些问题。例如，我们都是癌细胞完全删除吗?切除手术对周围组织有损伤吗?与脑部肿瘤尤其重要的是，尽可能少地切除健康的神经细胞。
现在，从事LSC-Onco(激光扫描肿瘤)项目的Fraunhofer研究人员通过结合激光扫描找到了一种快速、可靠的解决方案显微镜还有荧光肿瘤标记物使用显微镜，医生可以检查肿瘤切除区域周围的组织，甚至不用离开手术室。生物医学MEOS的夫琅和费微电子和光学系统中心主任Michael Scholles解释说:“事先应用的荧光标记可以让医生看到切口后可能留下的任何癌细胞。然后这些细胞就可以非常精确地完全移除。”该技术是在埃尔福特夫琅和费中心开发的，MEOS在该中心研究生命科学、微电子学、光学和光子学领域的关键技术。该项目的研究人员来自德累斯顿夫琅和费光子微系统IPMS研究所和莱比锡夫琅和费细胞治疗和免疫学IZI研究所。
激光扫描显微镜在手术室
在LSC-Onco项目中，来自Fraunhofer IPMS的专家进一步开发了经过试验和测试的激光扫描显微镜概念，使用了使用MEMS(微电子机械系统)技术制造的微扫描镜。在显微镜内部，镜子以每秒几千次的速度振荡，将波长为488纳米的蓝色激光点一点一点地引导到整个像场上。镜子同时将组织发出的荧光引向一个高度敏感的光电探测器。来自光电探测器的信号可以用来构建二维图像。图像也可以记录在不同的平面上，因此表面下的肿瘤细胞也变得可见。Scholles说:“这意味着，在手术室中，一种功能强大的便携式激光扫描显微镜可以被放置在病人旁边，这是第一次成为可行的现实。”
荧光肿瘤标记物
在显微镜能检测到癌细胞之前，必须先标记细胞本身。来自Fraunhofer IZI的研究人员利用他们的生物医学专业知识开发了一种荧光肿瘤标记液体，简单地说，就是让癌细胞在显微镜下发光。来自Fraunhofer IZI的团队开发了用于大脑和皮肤肿瘤的标记物，目前正在研究其他类型的肿瘤是否会有类似的反应。赫利俄斯埃尔福特医院在患者同意的情况下，提供了开发肿瘤标记物所需的组织样本。
肿瘤被切除后，肿瘤标记物被应用到周围组织，激光扫描显微镜被放置在伤口正上方。当显微镜的蓝色激光束遇到健康细胞时，反射光被二色滤光片阻挡，二色滤光片只能通过特定的波长。结果，这些细胞在显微镜上的图像保持黑色。然而，如果蓝色激光遇到癌细胞，肿瘤标记物就会发出绿色荧光。这种光通过二色滤光片，在显示器上显示为一个绿色的点或补丁。该系统的分辨率是如此之高，甚至单个癌细胞都可以被检测到并显示在显示器上。“用激光扫描显微镜检查操作区域只需要几秒钟，”Scholles说。通过参考显示器上的图像，医生可以完整地清除所有残留的癌细胞(通常在伤口边缘发现)，而不会损伤健康组织。
提高患者康复的机会
与目前的肿瘤手术实践相比，LSC-Onco代表着巨大的进步。在此之前，外科医生通常采取组织样本从切除肿瘤后的伤口边缘提取样本并将这些样本送到医院实验室。几分钟的等待后，样本细胞是否癌变的诊断结果就会出来。如果是这样，外科医生将不得不切除更多的组织。这种方法非常耗时，给接受手术的病人增加了压力。“使用LSC-Onco，所有这些步骤都可以在操作过程中一次性完成，而且精度更高。它还可以保护周围的组织，因为你可以在显微镜显示屏上看到健康组织的确切位置。而现在，等待实验室检测结果已经成为过去，”MEOS负责人Scholles说。
因此，手术可以更快地完成，病人可以摆脱麻醉。这项技术还提高了患者彻底和永久康复的机会，因为它确保了所有癌细胞的干净清除。“我们已经从医生那里得到了非常积极的反馈。对这项技术的需求非常高，”Scholles说。
