Interfax-Russia.ru – Томские ученые создали первый в мире хирургический лазер для щадящих операций.
Новую лазерную установку, предназначенную для резки костей и мягких тканей, разработали сотрудники факультета инновационных технологий Томского государственного университета (ФИТ ТГУ). Как утверждают ученые, в отличие от других подобных устройств их лазер практически не повреждает "живой" материал, а значит, может использоваться в самых разных областях медицины (в том числе в нейрохирургии, онкологии и имплантологии).
"Сложность технической задачи заключалась в том, что предельная температура нагревания живых биологических тканей 44-45 градусов Цельсия, потому как при 100 градусах уже идет их обугливание и отмирание. Нам нужно было найти длину волны, оптимально подходящую для работы именно с "живым" материалом", - рассказал автор изобретения, декан ФИТ ТГУ Анатолий Солдатов.
Такие исследования, по его словам, заняли у специалистов не один год. В итоге ответ удалось найти в технологии ученых Вандербильдского университета (США).
"Используя лазер на свободных электронах, который имеет возможность изменять длину волны, они установили, что самая лучшая длина волны для резки костей и мягких тканей – 6,45 микрона. Такой луч имеет очень малую расходимость, а значит, способен хорошо фокусироваться и создавать большие плотности энергии при малых и средних мощностях", - сказал он.
Как пояснил ученый Interfax-Russia.ru, ткани любого живого существа всегда содержат воду. Под коротким воздействием инфракрасного луча она быстро нагревается, в результате чего происходит "стремительное испарение и извержение ее водяных паров вместе с фрагментами клеточных и тканевых структур".
Причем, поскольку в данном случае нагрев происходит локально (при воздействии на биоткань излучением с длиной волны 6,45 микрона процесс нагрева занимает буквально доли секунды), прилегающая к области облучения живая ткань не успевает получить значительные термические повреждения и соответственно практически не теряет своих свойств. Так, в частности, на месте работы луча остается разрез и тончайшая пленка толщиной всего в несколько микрон.
"Вооружившись этими знаниями, мы создали компактную лазерную установку на парах стронция. В отличие от американской разработки, которая занимает собой почти целое пятиэтажное здание, наше устройство легко умещается на обычном столе, имея при этом 12 разных длин волн, самая мощная из которых как раз равна 6,45 микрона", - добавил Солдатов.
В тоже время, как отметил специалист, о промышленном применении созданного томичами лазера говорить еще рано. Сейчас, по его словам, сейчас разработка представляет собой экспериментальный образец, на основе которого сначала будет выпущена малая серия продукта.
"Промышленных лазеров сейчас предостаточно – с их помощью можно что угодно разрезать, просверлить, испарить. Но вот в медицине таких инновационных разработок пока не так уж много, поскольку данная сфера требует очень деликатной, можно сказать, ювелирной работы. А наш лазер вообще не имеет аналогов в мире", - подчеркнул профессор.
Как известно, слово "лазер" является аббревиатурой английского выражения "light amplification by stimulated emission of radiation" (LASER) , которое переводится на русский язык как "усиление света вынужденным излучением". Первый такой прибор, работающий на кристалле рубина, в 1960 году создал американский ученый Теодор Мейман. Вслед за ним появились газовые установки на смеси гелия и неона, а затем различные типы твердотельных, газовых, жидкостных и полупроводниковых лазеров. Впрочем, все они создавались, прежде всего, для промышленных целей.
Первый медицинский лазер - так называемый "электронож", работающий с использованием токов высокой частоты был сконструирован еще в 1926 году. Однако со временем из-за некоторых особенностей устройства медики все-таки решили отказаться от использования этого прибора. Дело в том, что в области разреза, сделанного электроножом, как правило, образовывался большой термический ожог. Кроме того, во время операции тело больного приходилось в буквальном смысле включать в электрическую цепь, что могло повлечь за собой нежелательные последствия. Также из-за значительного повреждения тканей надежд не оправдала и криохирургия (деструкция органических тканей при помощи очень низких температур - ИФ). Поэтому началом эры лазерной хирургии можно считать лишь 1964 год, когда был изобретен первый углекислотный лазер. Он получил название "лазерный скальпель". Уже через два года после проведения в нескольких странах экспериментов на животных началось его использование в клиниках.
Первое время лазеры применяли только для лечения опухолей кожи и видимых слизистых оболочек, то есть мест, доступных для внешнего облучения. Позже, с изобретением специальных инструментов, врачи научились делать операции на некоторых внутренних органах, а в середине 70-х годов в нашей стране были разработаны приспособления для операций на пищеводе, желудке, кишечнике, желчных путях, поджелудочной железе и других внутренних органах.
Впрочем, лазерные технологии сегодня активно применяются не только в хирургии, но и терапии. Так, к примеру, в Иркутском техническом университете (ИрГТУ) как раз недавно создали лазерный прибор для акупунктурной стимуляции активных точек человека.
"Акупунктура – старинная лечебная практика восточной медицины, сущность которой заключается в направленном воздействии на определенные точки на теле человека. Ее применяют для укрепления здоровья, профилактики и предупреждения, а также лечения уже возникших заболеваний. Традиционно для достижения необходимого эффекта используют специальные иглы. Однако мы предлагаем заменить иглоукалывание лазерным лучом, либо стимуляцией небольшими разрядами тока", – сообщил автор разработки, студент физико-технического института ИрГТУ Сергей Небогин.
Преимуществами такого вида воздействия молодой ученый называет не только эффективность и быстроту получения терапевтического эффекта, но и безболезненность, психологический комфорт пациента и полную асептичность процедуры, поскольку при использовании прибора не происходит повреждения кожных покровов.
По словам студента, данная разработка представляет собой устройство, сравнимое по габаритам с обычным телевизионным пультом. Уникальность изделия заключается в его функциональности и универсальности.
"Для достижения максимального эффекта мы используем лазерное излучение двух длин волн. От существующих аналогов нашу разработку отличает его многофункциональность: прибор способен не только определять локализацию активных точек на теле человека, но и воздействовать на них как при помощи лазерного излучения, так и токами разных частот и напряжений", - пояснил автор разработки.
При этом, как отметил Небогин, прибор прост в применении, что позволяет использовать его не только в больницах и салонах красоты, но и в домашних условиях. При этом ожидаемая стоимость аппарата составит не более 10 тыс. рублей.
Обозреватель Наталья Пономарева
Присоединяйтесь к Interfax-Russia в "Twitter‘е", "Вконтакте" и на "Facebook"
