Šveitsi föderaalse materjaliteaduse ja tehnoloogia instituudi (EMPA) ja ETH Zürichi uurimiskeskuse eksperdid on ühendanud jõud, et luua läbimurdeprojekt. Neil on õnnestunud välja töötada laserkeevitustehnika, mis parandab haavad kiiresti ja ohutult ilma täiendava laserkaitseta.
Eksperdid panevad haavale nanoosakestega puljongit ja kasutavad seejärel haava kõvastamiseks valgust – see on uus haavade tihendamise meetod, millest võib saada operatsioonisaalis uus tööriist.
ETH meeskonna sõnul on kirurgid varem läbi viinud laserkeevitusega kui haava sulgemismeetodiga seotud uuringuid. Arvatakse, et see meetod kiirendab paranemist ja vähendab nakkusohtu, kuid sellega kaasneb temperatuuri jälgimise ja kontrollimise väljakutse.
Põhiprobleem, millega nad silmitsi seisavad, on see, et see termiline reaktsioon peab jääma biomaterjalide olemuslikusse vahemikku ja temperatuuri on raske mitteinvasiivsel viisil mõõta – mis on olnud väljakutseks keevitusprotsesside rakendamisel meditsiinis.
Varasemad uuringud hõlmavad 2018. aasta projekti Arizona osariigi ülikoolis, mille käigus lisati kulla nanoosakesed jootematerjalidesse, et mõjutada termilisi mõjusid ja minimeerida põletikku.
Seekordse lahenduse kujundasid seevastu EMPA osakeste ja bioloogiliste koostoimete laboratoorium ja ETH Zürichi nanoosakeste süsteemide tehnikalabor. Nad töötasid välja metalli- ja keraamilisi nanoosakesi sisaldava liimi ning kasutasid temperatuuri kontrollimiseks nanotermomeetrit. Uut jootmismeetodit nimetatakse "iSolderingiks" (intelligentne jootmine).
Tehnikas kasutatakse kahte tüüpi nanoosakesi – titaannitriidi ja vismutvanadaati. Kui neid osakesi valgustab valgusallikas, mida ümbritsevad koed nõrgalt neelavad, muudab titaannitriid valguse soojuseks, vismutvanadaat aga toimib "nanotermomeetrina", mis kiirgab sõltuvalt temperatuurist erinevaid lainepikkusi.
Kliiniline tõlge meditsiiniliste infrapunalampide abil
See nanoosakeste kombinatsioon muudab teadlaste sõnul iSolderingi eriti sobivaks minimaalselt invasiivsete protseduuride jaoks. Seda seetõttu, et kombineeritud joodis ei vaja segamist ja temperatuuride erinevust saab määrata väga kõrge ruumilise eraldusvõimega nii madalates kui sügavates haavades.
Pärast kavandatud tehnoloogia matemaatilise modelleerimise lõpetamist alustas projekt koostööd Zürichi ülikoolihaigla, USA Clevelandi kliiniku ja Praha Charlesi ülikooli kirurgidega, et alustada iSolderingu potentsiaali hindamist kliinilistes rakendustes.
EMPA eksperdid ütlesid: "Laboratoorsetes katsetes õnnestus uurimisrühmal saavutada elundihaavade, sealhulgas kõhunäärme ja maksa kiire, stabiilne ja bioühilduv sidumine. iSoldering näitas oma suurepärast tihendusefekti isegi raskete koeplokkide, nagu ureetra, korral. , munajuhad või sooled.
Uurimisrühm märkis oma artiklis ka, et iSolderingul on suur potentsiaal kasutada robot- ja laparoskoopilises kirurgias, kui seisavad silmitsi tavaliste probleemidega, nagu õmbluste vale paigutus.
Praegu, kuigi "iSoldering" variant oli algselt ette nähtud otsese laserkiirguse meetodina, uurib meeskond, kas sama efekti on võimalik saavutada leebema ja madala intensiivsusega lähi-infrapunavalgustuse kasutamisega. Kui see saavutatakse, lihtsustaks see oluliselt kliinilise ülekande protsessi, kuna lähiinfrapunavalgus on juba laialdaselt tunnustatud ja meditsiinis kasutusel.
EMPA Inge Herrmann kommenteeris: "Kui on võimalik kasutada meditsiiniliselt aktsepteeritud infrapunavalgust, siis loodetavasti leiab see uuenduslik keevitustehnika tee traditsioonilises operatsioonisaalis, ilma et oleks vaja täiendavaid laserkaitsemeetmeid."
See nanoosakeste kombinatsioon muudab iSolderingi eriti sobivaks minimaalselt invasiivseks kirurgiaks, ütlesid teadlased. Seda seetõttu, et kombineeritud joodis ei vaja segamist ja temperatuuride erinevust saab määrata väga kõrge ruumilise eraldusvõimega nii madalates kui sügavates haavades.
Pärast kavandatud tehnoloogia matemaatilise modelleerimise lõpetamist alustas projekt koostööd Zürichi ülikoolihaigla, USA Clevelandi kliiniku ja Praha Charlesi ülikooli kirurgidega, et alustada iSolderingu potentsiaali hindamist kliinilistes rakendustes.
EMPA eksperdid ütlesid: "Laboratoorsetes katsetes õnnestus uurimisrühmal saavutada elundihaavade, sealhulgas kõhunäärme ja maksa kiire, stabiilne ja bioühilduv sidumine. iSoldering näitas oma suurepärast tihendusefekti isegi raskete koeplokkide, nagu ureetra, korral. , munajuhad või sooled.
Uurimisrühm märkis oma artiklis ka, et iSolderingul on suur potentsiaal kasutada robot- ja laparoskoopilises kirurgias, kui seisavad silmitsi tavaliste probleemidega, nagu õmbluste vale paigutus.
Praegu, kuigi "iSoldering" variant oli algselt ette nähtud otsese laserkiirguse meetodina, uurib meeskond, kas sama efekti on võimalik saavutada leebema ja madala intensiivsusega lähi-infrapunavalgustuse kasutamisega. Kui see saavutatakse, lihtsustaks see oluliselt kliinilise ülekande protsessi, kuna lähiinfrapunavalgus on juba laialdaselt tunnustatud ja meditsiinis kasutusel.
EMPA Inge Herrmann kommenteeris: "Kui on võimalik kasutada meditsiiniliselt aktsepteeritud infrapunavalgust, siis loodetavasti leiab see uuenduslik keevitustehnika tee traditsioonilises operatsioonisaalis, ilma et oleks vaja täiendavaid laserkaitsemeetmeid."
