Эксперты Швейцарского федерального института материаловедения и технологий (EMPA) и исследовательского центра ETH в Цюрихе объединили усилия для создания революционного проекта. Им удалось разработать технику лазерной сварки, позволяющую быстро и безопасно заживлять раны без дополнительной лазерной защиты.
Эксперты наносят на рану припарку из наночастиц, а затем используют свет, чтобы затвердеть рану - новый метод герметизации ран, который может стать новым инструментом в операционной.
По словам команды ETH, в прошлом хирурги проводили исследования, связанные с лазерной сваркой как методом закрытия ран. Считается, что этот метод ускоряет заживление и снижает риск заражения, но сопряжен с проблемой мониторинга и контроля температуры.
Ключевая проблема, с которой они сталкиваются, заключается в том, что этот тепловой отклик должен оставаться в пределах внутреннего диапазона биоматериалов, а температуру сложно измерить неинвазивным способом, что является проблемой при применении сварочных процессов в медицине.
Предыдущие исследования включают проект 2018 года в Университете штата Аризона, в котором наночастицы золота были включены в материалы для припоя, чтобы влиять на тепловые эффекты и минимизировать воспаление.
На этот раз решение было разработано Лабораторией биологических взаимодействий частиц EMPA и Лабораторией разработки систем наночастиц в ETH Zurich. Они разработали клей, содержащий наночастицы металла и керамики, и использовали нанотермометр для контроля температуры. Новый метод пайки называется «iSoldering» (интеллектуальная пайка).
В методике используются два типа наночастиц — нитрид титана и ванадат висмута. Когда эти частицы освещаются источником света, который слабо поглощается окружающими тканями, нитрид титана преобразует свет в тепло, а ванадат висмута действует как «нанотермометр», излучающий волны различной длины в зависимости от температуры.
Клинический перевод медицинскими инфракрасными лампами
По мнению исследователей, такое сочетание наночастиц делает iSoldering особенно подходящим для минимально инвазивных процедур. Это связано с тем, что комбинированный припой не требует перемешивания, а разницу температур можно определить с очень высоким пространственным разрешением как в мелких, так и в глубоких ранах.
После завершения математического моделирования предлагаемой технологии проект начал сотрудничество с хирургами из Университетской больницы Цюриха, Кливлендской клиники в США и Карлова университета в Праге, чтобы начать оценку потенциала iSoldering для клинического применения.
Эксперты из EMPA заявили: «В ходе лабораторных испытаний исследовательской группе удалось добиться быстрого, стабильного и биосовместимого склеивания ран органов, включая поджелудочную железу и печень. iSoldering продемонстрировал свой превосходный эффект герметизации даже при сложных тканевых блоках, таких как уретра. , маточные трубы или кишечник».
Исследовательская группа также отметила в своей статье, что iSoldering имеет большой потенциал для использования в роботизированной и лапароскопической хирургии, когда она сталкивается с такими распространенными проблемами, как неправильное расположение швов.
В настоящее время, хотя опция «iSoldering» изначально задумывалась как метод прямого лазерного облучения, команда изучает, можно ли достичь того же эффекта за счет использования более мягкого и малоинтенсивного ближнего инфракрасного освещения. Если это будет достигнуто, это значительно упростит процесс клинического переноса, поскольку ближний инфракрасный свет уже широко признан и используется в медицине.
Инге Херрманн из EMPA прокомментировала: «Если можно будет использовать признанный в медицине инфракрасный свет, то этот инновационный метод сварки, мы надеемся, найдет применение в традиционных операционных без необходимости дополнительных мер лазерной защиты».
По словам исследователей, эта комбинация наночастиц делает iSoldering особенно подходящим для минимально инвазивной хирургии. Это связано с тем, что комбинированный припой не требует перемешивания, а разницу температур можно определить с очень высоким пространственным разрешением как в мелких, так и в глубоких ранах.
После завершения математического моделирования предлагаемой технологии проект начал сотрудничество с хирургами из Университетской больницы Цюриха, Кливлендской клиники в США и Карлова университета в Праге, чтобы начать оценку потенциала iSoldering для клинического применения.
Эксперты из EMPA заявили: «В ходе лабораторных испытаний исследовательской группе удалось добиться быстрого, стабильного и биосовместимого склеивания ран органов, включая поджелудочную железу и печень. iSoldering продемонстрировал свой превосходный эффект герметизации даже при сложных тканевых блоках, таких как уретра. , маточные трубы или кишечник».
Исследовательская группа также отметила в своей статье, что iSoldering имеет большой потенциал для использования в роботизированной и лапароскопической хирургии, когда она сталкивается с такими распространенными проблемами, как неправильное расположение швов.
В настоящее время, хотя опция «iSoldering» изначально задумывалась как метод прямого лазерного облучения, команда изучает, можно ли достичь того же эффекта за счет использования более мягкого и малоинтенсивного ближнего инфракрасного освещения. Если это будет достигнуто, это значительно упростит процесс клинического переноса, поскольку ближний инфракрасный свет уже широко признан и используется в медицине.
Инге Херрманн из EMPA прокомментировала: «Если можно будет использовать признанный в медицине инфракрасный свет, то этот инновационный метод сварки, мы надеемся, найдет применение в традиционных операционных без необходимости дополнительных мер лазерной защиты».
