Ученые проводят для медиков тестовые испытания лазерной резки кости
10 Мая 2018

Исследователи ФИТ ТГУ проводят серию экспериментов в интересах Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии имени Н.Н. Приорова. Ученые осуществляют лазерную резку образцов кости, полученных от медиков. Цель – получение тончайших (небольших) отверстий диаметром порядка 200 микрон, что позволит использовать новые способы лечения пациентов с серьезными заболеваниями опорно-двигательного аппарата и патологий в коре головного мозга.

Экспериментальные исследования проводят с помощью лазерной установки на парах стронция, разработанной в ТГУ. Ее преимуществом перед другими лазерами является наличие основной мощной линии генерации 6,45 мкм.

Эта длина волны излучения лазера резонансно поглощается молекулами костной ткани и воды. При воздействии на костную ткань коротким импульсом проявляется эффект резонансной абляции (удаления), за счет которого происходит вынос костного вещества без термического ожога.

Интерес медиков к таким технологиям очень высок, поскольку это открывает совершенно новые возможности для хирургического лечения пациентов. Сейчас травматологи-ортопеды в ходе операции используют такие инструменты, как долото, ножовка, костные кусачки и другие. В будущем многие манипуляции с «живой» костью можно будет осуществлять с помощью лазера.

– Самые тонкие сверла, которые сегодня существуют, имеют диаметр 300-200 микрон, но для сверления кости они непригодны, – говорит ученый ФИТ ТГУ Алексей Шумейко. – Лазерный луч в несколько раз тоньше. Мы провели первые испытания, рез получается чистым, без видимого термического повреждения кости. Это хорошо видно под микроскопом, но задача еще не решена. В идеале мы должны получать надрез либо отверстие любой желаемой глубины и диаметра.

577a9537-_-2.jpg

В перспективе с помощью этого инструмента можно будет проводить щадящие операции, например, восстанавливать структуру поврежденной кости. Принцип такого вмешательства заключается в том, что в ней делают отверстия, заполняют ее соответствующим материалом (гидроксиаптитом), который потом замещается «родной» костной тканью пациента.

Добавим, что впервые сверление кости было показано в Вандербильтском университете США, при этом зарубежные специалисты использовали лазер на свободных электронах. Установка была очень громоздкой и занимала целый этаж. Такое оборудование не поместится ни в одной операционной. Лазерная установка на парах стронция, созданная в ТГУ, в сотни раз меньше американской и умещается на обычном столе. После достижения поставленной цели ученые смогут предложить свою разработку в качестве основы для новых хирургических инструментов.