테라헤르츠 새로 절제된 유방암 종양을 위한 테라헤르츠 이미징 및 특성화 프로토콜

Terahertz (THz) 화상 진찰 및 분광학은 지난 10년간 연구의 급속하게 증가하는 지역이었습니다. 0.1-4 THz 범위에서 보다 효율적이고 일관된 THz 방출기의 지속적인 개발로 인해¹애플리케이션이 크게 1증가했습니다. THz가 약속과 상당한 성장을 보여 준 한 분야는 생물 의학 분야^2입니다. THz 방사선은 일반적으로 고정 된 조직을 분석하는 데 사용되는 전력 수준에서 비온화 및 생물학적으로 안전한 것으로 나타났다^3. 그 결과, THz 이미징 및 분광법은 화상 손상 및 치유 를 나타내기 위해 수분 함량과 같은 다양한 조직 특징을 분류하고 분화하는 데 사용되어 왔으며^4,간 경변증⁵및 절제 된 조직에서의 암^6,,7. 특히 암 평가는 광범위한 잠재적 임상 및 외과 적 적용을 다루며, 뇌의 암에 대해 조사되었으며^8,간^9,난소^10,위장관^11,유방^{7,,12,,13,,14,,15,,16,,17, 18,,18, 19.18,}

유방암을 위한 THz 신청은 마진 평가를 통해 유방 보존 수술, 또는 요추 절제술을 지원하는 것에 주로 집중됩니다. 요추 절제술의 목적은 전체 유방 절제술과는 달리 종양과 주변의 건강한 조직의 작은 층을 제거하는 것입니다. 적당한 조직의 외과 마진은 일단 견본이 포르말린에서 고정되고, 절편되고, 파라핀에 매립되고, 현미경 슬라이드에 4 μm-5 μm 조각에 거치되면 병리학을 통해 평가됩니다. 이 과정은 시간이 많이 소요될 수 있으며 양성 마진이 관찰되는 경우 나중에 이차 수술이 필요합니다^20. 방사선 종양학의 미국 사회에 의하여 현재 지침은 표면 수준 마진 잉크^21를접촉하는 암세포가 있는 것과 같이 이 긍정적인 마진을 정의합니다. 고흡수 수화 조직을 위한 THz 화상 진찰은 급속한 마진 평가의 외과 필요를 충족하기위하여 충분한 조직 모형에 근거를 둔 몇몇 변화하는 침투를 가진 표면 화상 진찰에 1 차적으로 제한됩니다. 수술 설정 중 마진 조건을 빠르게 분석하면 수술 비용과 후속 절차 속도가 크게 감소합니다. 현재까지 THz는 포르말린 고정, 파라핀 내장(FFPE) 조직에서 암과 건강한 조직을 분화하는 데 효과적인 것으로 입증되었지만, 새로 절제된 조직에서 암을 안정적으로 검출하기 위해서는 추가적인 조사가 필요하다^7.

이 프로토콜은 바이오뱅크에서 얻은 갓 절제된 인간 조직 샘플에서 THz 이미징 및 분광법을 수행하는 단계를 자세히 설명합니다. 갓 절제된 인간 유방암 조직에 내장된 THz 응용은 특히 병원과 통합되지 않은 연구 집단에 의해 출판된 연구^{7,,18,,22,,23에서}거의 사용되지 않았습니다. 갓 절제된 조직의 사용은 마찬가지로 다른 암 적용에 대해드물며, 대부분의 비유방 인간암 예는 대장암^24,,25에대해 보고되고 있다. 이를 위한 한 가지 이유는 FFPE 조직 블록이 연구에 사용되는 THz 시스템이 수술 워크플로우의 일부가 아니라면 갓 절제된 조직보다 접근하고 처리하기가 훨씬 쉽다는 것입니다. 유사하게, 대부분의 상업적인 실험실 THz 시스템은 신선한 조직을 취급하기 위하여 준비되지 않으며, 그 세포주 성장을 사용하는 단계에 아직도 또는 동물 모형에서 절제된 조직을 보기 시작했습니다. 수술 중 설정에 THz를 적용하려면 분석이 표준 병리학을 수행하는 기능을 방해하지 않도록 새로운 조직을 위해 이미징 및 특성화 단계를 사전에 개발해야합니다. 본질적으로 수술 중이 아닌 응용 프로그램의 경우, 신선한 조직의 특성화는 여전히 생체 내 응용 프로그램 및 분화로 작동하기 위해 해결해야하는 도전적인 단계입니다.

이 작업의 목적은 상용 THz 시스템을 사용하여 갓 절제된 조직에 대한 THz 적용에 대한 지침을 제공하는 것입니다. 이 프로토콜은 뮤린 유방암 종양^13,17,,19에 대한 THz 이미징 및 분광시스템(26)에서 개발되었으며 바이오뱅크^{26 77,18로부터}수득된 인간 수술 조직으로 확장되었다.^, 프로토콜이 유방암을 위해 생성되는 동안, 성공이 마진 평가^27에달려 있는 수술로 취급되는 유사한 THz 화상 진찰 시스템 및 그밖 모형에 적용될 수 있습니다. 갓 절제된 조직에 대한 상당히 적은 양의 THz 결과로 인해, 이것은 THz 이미징 및 특성화를 위한 신선한 조직 취급의 프로토콜에 초점을 맞추는 저자의 지식에 대한 첫 번째 작업입니다.