Väitös: Uusi menetelmä toimii kirurgin kaistavahtina terveen kudoksen ja syövän välillä

Syöpäleikkauksissa syntyviä savukaasuja voidaan käyttää leikatun kudoksen tunnistamiseen. Savukaasuja syntyy käytettäessä sähköveistä, joka leikkaa polttamalla kudosta. Tämä vähentää haitallista verenvuotoa. Mittaamalla sivutuotteena syntyviä savukaasuja voidaan kaasuista erotella molekylaarinen koostumus spektroskopian avulla. Menetelmällä voidaan valvoa kasvaimen leikkausmarginaalia.

Markus Karjalainen tutkii väitöskirjassaan, miten ioniliikkuvuusspektrometrillä voidaan tunnistaa eri aivokasvaintyyppejä toisistaan, sekä miten tunnistamiseen soveltuvaa laitteistoa on mahdollista kehittää kohti jokapäiväistä käyttöä peruskirurgiassa. Leikkausmarginaalin valvonnalla on mahdollista vähentää uusintaleikkauksien tarvetta. Riittämätön marginaali voi helposti johtaa syövän uusiutumiseen. Aivoleikkauksissa tarkalla kasvaimen tunnistuksella voidaan optimoida poistettavan aivokudoksen määrää, mikä minimoi poiston aiheuttaman haitan.

— Olemme kehittäneet kirurgin kaistavahtia. Eli järjestelmän tulisi ohjata kirurgia pysymään oikealla kaistalla, samaan tapaan miten autojen kaistavahdit ohjeistavat. Autokaistojen sijaan kyseessä on vain syöpäkudoksen ja terveen kudoksen rajapinta, Karjalainen toteaa.

Yritysyhteistyössä tutkijat ovat kehittäneet ioniliikkuvuuspektrometriaan perustuvan kudostunnistusmenetelmän.

— Menetelmä mahdollistaa nopean kudostunnistuksen. Tällaista tarvitaan, jottei kirurgin työskentely hidastu. Sujuva ja häiriötön toiminta minimoi leikkauksen komplikaatioriskit, mikä on edellytys hyvälle käytettävyydelle ja sitä kautta menetelmän yleistettävyydelle.

Väitöskirjassaan Karjalainen käy läpi myös muita teknisiä ratkaisuja kudostunnistukseen. Menetelmät kilpailevat keskenään, mutta tieteeseen kuuluu Karjalaisen mielestä dialogi ja parhaassa tapauksessa yhteistyö kilpailevien teknisten ratkaisujen kesken.

— Potilaiden parhaaksi on, että hoitomenetelmäksi valikoituu paras ratkaisu. Vastaväittäjäksi olemmekin saaneet massaspektrometriaan perustuvan savukaasunanalyysin pioneerin, professori Zoltan Takatsin. Väitöstilaisuus on jännittävä, koska yritämme ratkaista samaa ongelmaa kilpailevilla teknisillä ratkaisuilla. Toisaalta se on malliesimerkki siitä, kuinka voimme pyrkiä kohti potilaan etua akateemisen väittelyn ja asioiden kriittisen tarkastelun avulla, Karjalainen miettii.

Karjalainen on kotoisin Jämsästä ja työskentelee tällä hetkellä Olfactomics Oy:ssä ja Helsingin yliopistossa. Hänen työnkuvaansa kuuluvat kaasuspektrometrian sovellukset ja kehitys. Tulevaisuuden suunnitelmissa Karjalaisella on kaasuspektrometrian tutkimus ja kehitys syöpäkirurgiassa ja muissa sovelluksissa.

Väitöstilaisuus perjantaina 5. toukokuuta

Diplomi-insinööri Markus Karjalaisen biolääketieteen tekniikan alaan kuuluva väitöskirja Utilizing surgical smoke to improve cancer surgery tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnassa perjantaina 5.5.2023 klo 12.00 alkaen Tietotalon auditoriossa TB109 (Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Vastaväittäjänä toimii Professori Zoltan Takats Lontoon Imperial Collegesta. Kustoksena toimii tenure track -professori Antti Vehkaoja Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnasta.