Lasers fil-mediċina. L-użu tal-lasers fil-mediċina u x-xjenza

Matul l-aħħar ħamsin sena lasers ġew użati fil-oftalmoloġija, onkoloġija, kirurġija plastika u f'ħafna oqsma oħra tal-mediċina u r-riċerka bijomedika.

Dwar il-possibbiltà ta 'użu ta' dawl li jikkuraw il-marda ilha magħrufa għal eluf ta 'snin ilu. Il-Griegi tal-qedem u Egyptians użati terapija ta 'radjazzjoni solari, u dawn iż-żewġ ideat kienu saħansitra relatati ma' xulxin fil-mitoloġija - Griega alla Apollo kien l-alla tax-xemx u l-fejqan.

Kien biss wara li l-sors ta 'radjazzjoni koerenti tal-invenzjoni aktar minn 50 sena ilu kienet tabilħaqq identifikat użu potenzjali ta' dawl fil-mediċina.

Minħabba l-proprjetajiet speċjali tagħha, il-laser huwa ħafna aktar effiċjenti minn radjazzjoni solari jew sorsi oħra. Kull ġeneratur quantum qed topera fil-medda ta 'wavelength dejqa ħafna u jitfa' dawl koerenti. Ukoll, lasers fil-mediċina toħolqu aktar qawwa. raġġ enerġija jistgħu jkunu ffukati għal punt żgħir ħafna, li tirriżulta fid-densità għolja tagħha. Dawn il-proprjetajiet wasslu għall-fatt li llum lasers huma użati f'bosta oqsma ta 'dijanjostika medika, terapija u kirurġija.

Ġilda u l-għajnejn trattament

L-użu tal-lasers fil-mediċina beda bil oftalmoloġija u dermatoloġija. Maser nfetħet fl-1960. U sena wara li Leon Goldman wera kif ruby laser aħmar fil-mediċina tista 'tintuża biex tneħħi l-displasja kapillari, il-varjetà ta' NEVI u melanoma.

Din l-applikazzjoni hija bbażata fuq sorsi ta 'dawl koerenti-abbiltà li jaħdmu fuq frekwenza speċifika. Sorsi ta 'radjazzjoni koerenti issa huma użati sabiex ineħħu tumuri, tatwaġġi, xagħar u moles.

Fil dermatoloġija, lasers huma użati tipi differenti u mewġ, li hija kkawżata minn tipi differenti ta 'leżjonijiet jitfejjaq u l-materjal prinċipali jassorbi ġo fihom. Il-wavelength tiddependi wkoll fuq il-ġilda tal-pazjent.

Illum huwa impossibbli għall-prattika dermatoloġija u oftalmoloġija mingħajr lejżers, peress li dawn saru għodod bażiċi ta 'kura tal-pazjent. L-użu tal-lasers għall-korrezzjoni viżjoni u varjetà wiesgħa ta 'applikazzjonijiet għall-għajnejn miżjuda wara Charlz Kempbell fl-1961 sar l-ewwel tabib biex jużaw laser aħmar fil-mediċina biex tfejjaq il-pazjent ma qlugħ tar-retina.

Aktar tard, għal dan il-għan, oftalmologi bdew jużaw sorsi argon ta 'radjazzjoni koerenti fil-parti ħadra ta' l-ispettru. Hawnhekk, il-proprjetajiet ta 'l-għajn, b'mod partikolari l-lenti li tiffoka l-raġġ fil-qasam tal-qlugħ tar-retina kienu involuti. Ħafna apparat qawwa litteralment weldjaturi.

Pazjenti bi xi forom ta 'deġenerazzjoni makulari jista' jgħin kirurġija bil-laser - fotokoagulazzjoni bil-lejżer u terapija fotodinamika. Fl-ewwel proċedura, seratizz ta 'radjazzjoni koerenti huwa użat għall-issiġillar vini u tnaqqis patoloġika tagħhom ta' tkabbir taħt il-makula.

Studji simili saru fl-1940 ma 'dawl tax-xemx, iżda għat-tlestija b'suċċess tagħhom mit-tobba kienu meħtieġa l-karatteristiċi uniċi ta' ġeneraturi quantum. Wara l-applikazzjoni ta 'laser argon saret fsada interna waqfien. assorbiment selettiv ta 'dawl aħdar bl emoglobina - pigment ċelloli ħomor tad-demm - ġiet użata għall-imblukkar fsada arterja. Għat-trattament ta 'kanċer jeqirdu vini fil-tumur u nutrijenti li jfornu tagħha.

Dan ma jistax jintlaħaq bl-użu dawl tax-xemx. Mediċina huwa wieħed konservattiv ħafna, kif għandu jkun, iżda s-sorsi ta 'radjazzjoni koerenti rċevew rikonoxximent f'diversi oqsma tagħha. Lasers fil-mediċina ħadu post għodod tradizzjonali ħafna.

Oftalmoloġija u Dermatoloġija bbenefikaw ukoll minn sorsi eċċimeri ta 'radjazzjoni koerenti fil-medda ultravjola. Dawn ġew użati biex ibiddel il-forma tal-kornea (LASIK) għall-korrezzjoni viżjoni. Lasers fil-mediċina estetika tintuża biex jitneħħew tbajja u t-tikmix.

kirurġija kosmetiċi Lucrative

Dawn l-iżviluppi teknoloġiċi se investituri kummerċjali inevitabbilment popolari, peress li għandhom potenzjal enormi għall-profitt. ditta analista Medtech Insight fl-2011 stmat is-suq ta 'tagħmir bil-laser kosmetiċi li jiswew aktar minn $ 1 biljun. Tabilħaqq, minkejja t-tnaqqis fid-domanda globali għall-sistema tas-saħħa matul il-riċessjoni globali, kirurġija kosmetiċi, ibbażata fuq l-użu tal-lasers, jibqgħu jgawdu d-domanda stabbli fl-Istati Uniti - is-suq sistemi ta 'laser dominanti.

Viżwalizzazzjoni u dijanjostiċi

Lasers fil-mediċina għandhom rwol importanti fl-iskoperta bikrija tal-kanċer u mard ieħor ħafna. Per eżempju, fil Tel Aviv, grupp ta 'xjenzati infrared spectroscopy interessati jużaw sorsi infrared ta' radjazzjoni koerenti. Ir-raġuni għal dan hija li l-kanċer u tessut b'saħħithom jista 'jkollhom permeabilità differenti fil-medda infrared. Wieħed mill-applikazzjonijiet promettenti ta 'dan il-metodu hija l-identifikazzjoni ta' melanoma. Kanċer tal-ġilda, dijanjosi bikrija hija importanti ħafna għas-sopravivenza tal-pazjenti. Bħalissa, l-iskoperta ta 'melanoma hija fuq l-għajnejn, hekk hi li wieħed joqgħod fuq il-ħiliet tat-tabib.

Fl-Iżrael, darba fis-sena, kull persuna tista 'tmur għal screening b'xejn ta' melanoma. Bosta snin ilu f'wieħed miċ-ċentri mediċi ewlenin mexxa l-istudju, li wassal għal opportunità li josserva b'mod ċar id-differenza fil-medda infrared tad-differenza bejn l-potenzjal, iżda mhux karatteristiċi perikolużi, u l-melanoma preżenti.

Katzir,-organizzatur tal-ewwel Konferenza tal SPIE Ottika Bijomedika fl-1984, u t-tim tiegħu fil Tel Aviv żviluppaw ukoll fibri ottiċi li jkunu trasparenti għall wavelengths infrared, li jippermetti li jestendu dan il-metodu għall-dijanjostika interni. Barra minn hekk, jista 'jkun alternattiva ta' malajr u mingħajr tbatija biex Pap ċervikali fil ġinekoloġija.

Blu lażer semikondutturi fil-mediċina ġie applikat fid-dijanjosi fluworexxenza.

Sistemi bbażati fuq ġeneraturi quantum huma wkoll jibdew jissostitwixxu lX-ray, li kien tradizzjonalment użat fl-mammografija. tobba X-rays tpoġġi dilemma diffiċli: għall-iskoperta affidabbli ta 'kanċer li għandhom bżonn li jkunu intensità għolja, iżda t-tkabbir radjazzjoni minnu stess iżid ir-riskju ta' kanċer. Alternattivament, aħna studjat il-possibbiltà li jintużaw impulsi laser malajr ħafna għal immaġni tas-sider, u partijiet oħra tal-ġisem bħall-moħħ.

Ottubru għall-għajn u mhux biss

Lasers fil-bijoloġija u l-mediċina ġew użati fil-tomografija koerenza ottika (OCT), li qanqal mewġa ta 'entużjażmu. Din it-teknika immaġini juża proprjetajiet Maser u jista 'jagħti ċara ħafna (fl-ordni ta' mikron), fil-ħin reali immaġni tridimensjonali u l-tessut bijoloġiku salib. Ottubru diġà ġiet applikata fil-oftalmoloġija, u tista ', per eżempju, jippermettu l-oftalmologu biex tara sezzjoni trasversali tal-kornea għal dijanjosi disturbi fir-retina u glawkoma. Illum, magni beda jintuża wkoll f'oqsma oħra tal-mediċina.

Wieħed mill-akbar żoni ffurmati Ottubru dovut involuti jiksbu fiber ottika arterji immaġini. tomografija koerenza ottika jistgħu jintużaw biex jevalwaw l-istat suxxettibbli għall-qsim ta 'plakka instabbli.

Mikroskopija ta 'organiżmi ħajjin

Lasers fix-xjenza, l-inġinerija, mediċina wkoll għandhom rwol ewlieni fil-ħafna tipi ta 'mikroskopija. numru kbir ta 'riċerka sar f'dan il-qasam, l-għan huwa li Ħares dak li qed jiġri ġewwa l-ġisem tal-pazjent mingħajr l-użu ta' skalpell.

L-aktar diffiċli biex jitneħħew l-kanċer hija l-ħtieġa li kontinwament jirrikorru għas-servizzi ta 'l-mikroskopju, il-kirurgu tista' tagħmel ċert kollox isir b'mod korrett. Il-ħila li jagħmlu mikroskopija "live" u fil-ħin reali huwa kisba sinifikanti.

Applikazzjoni ġdida tal-lasers fl-arti u l-mediċina - skanjar kważi qasam mikroskopija ottika, li jistgħu jipproduċu stampi b'riżoluzzjoni ferm ogħla minn dawk ta 'mikroskopji konvenzjonali. Dan il-metodu huwa bbażat fuq fibri ottiċi mal notches fit-truf, huma iżgħar mill-wavelength ta 'dawl. Dan ippermetta lill-immaġini subwavelength, u s-sisien għall-immaġini ta 'ċelluli bijoloġiċi. L-użu ta 'din it-teknoloġija fil lejżers infrared se jippermetti fehim aħjar tal-marda ta' Alzheimer, kanċer, u bidliet oħra fiċ-ċelloli.

It-terapija fotodinamika u trattamenti oħra

Iżviluppi fil-qasam ta 'fibri ottiċi jgħinu biex jinkariga lill-użu tal-lasers u oqsma oħra. Barra minn hekk, dawn jippermettu dijanjosi fil-ġisem, l-enerġija ta 'radjazzjoni koerenti jista' jiġi trasmess lill fejn hija meħtieġa. Dan jista 'jintuża fit-trattament. lasers fibra huma ħafna aktar avvanzati. Huma tbiddel radikalment il-futur tal-mediċina.

Qasam ta 'Photomedicine, użu tal-kimiċi sensittivi dawl li jinteraġixxu mal-korp b'mod speċjali, jistgħu jirrikorru għall-użu lasers kemm dijanjosi u t-trattament tal-pazjenti. Fit-terapija fotodinamika (PDT), per eżempju, laser u droga fotosensittiv tista 'terġa' viżjoni f'pazjenti "wet" forma ta 'deġenerazzjoni makulari relatata mal-età, kawża ewlenija ta' għama fin-nies fuq l-età ta '50 sena.

Fl-onkoloġija F'xi porphyrins jakkumulaw fiċ-ċelluli tal-kanċer, u jiffluworixxu meta illuminati ċerti wavelength, li tindika l-post tat-tumur. Jekk dawn l-istess komposti huma mbagħad jenfasizzaw wavelength differenti, huma jsiru tossiċi u joqtlu ċ-ċelloli ħsara.

A laser gass elju neon aħmar huwa użat fil-mediċina fil-kura ta 'osteoporożi, psorjasi, ulċeri vini, eċċ, Peress li din frekwenza jiġi assorbit tajjeb permezz emoglobina u enżimi. Radjazzjoni inaqqas infjammazzjoni, edema u hyperemia jipprevjeni, itejjeb provvista tad-demm.

trattament personalizzat

Żewġ oqsma oħra li fihom hemm użu għall lasers - ġenetika u epiġenetika.

Fil-futur, kollox se jiġri fin-nanoskala, li se jippermetti li jipprattikaw il-mediċina fl-iskala taċ-ċelluli. Lasers li jistgħu jiġġeneraw impulsi femtosecond u sintonizzat fuq wavelength speċifiku, huma sħab ideali għall-tobba.

Dan se tiftaħ il-bieb għal trattament personalizzat bbażata fuq ġenoma tal-pazjent individwali.

Leon Goldman - fundatur ta 'laser Mediċina

Nitkellmu dwar l-użu tal-lasers fil-kura ta 'nies, biex ma nsemmux Leon Goldman. Huwa magħruf bħala l- "missier" ta 'mediċina bil-laser.

Sena wara l-sors ta 'radjazzjoni koerenti Goldman invenzjoni l-ewwel riċerkatur li jintuża għall-kura ta' mard tal-ġilda. Ix-xjenzjat teknika applikata li witta t-triq għall-iżvilupp sussegwenti ta 'dermatoloġija bil-laser.

Riċerka tiegħu f'nofs is-1960s wassal għall-użu ta 'maser ruby fil-kirurġija tar-retina u għal dawk skoperti bħala l-possibbiltà ta' radjazzjoni koerenti fl-istess ħin jitnaqqsu l-ġilda u siġill vini, li tillimita fsada.

Goldman, li ħadem għal ħafna mill-karriera tiegħu, Dermatologist fl-Università ta 'Cincinnati, waqqfu l-Soċjetà Amerikana ta' Lasers fil-Mediċina u l-Kirurġija, u għenu s-sisien għas-sigurtà tal-laser. Huwa miet fl-1997

minjaturizzazzjoni

L-ewwel 2-micron lasers-daqs ta 'sodda doppja u mkessaħ bin-nitroġenu likwidu. Illum deher diode li jaqblu fil-keffa, u lejżers fibra saħansitra aktar minjatura. Dawn il-bidliet huma twitti t-triq għal applikazzjonijiet u żviluppi ġodda. Mediċina tal-futur ser jkollhom lejżers ċkejkna għal kirurġija tal-moħħ.

Grazzi għall-progress teknoloġiku hemm tnaqqis kostanti tal-ispejjeż. Hekk kif lasers saru komuni fl-elettronika għall-konsumatur, huma bdew jaqdu rwol ewlieni fit-tagħmir isptar.

Jekk lejżers preċedenti fil-mediċina kien kbir ħafna u kumplessi, illum produzzjoni tagħhom ta 'fibri ottiċi tnaqqas b'mod sinifikanti l-ispiża, u t-tranżizzjoni għall nanolevel se tkompli tnaqqas l-ispejjeż.

applikazzjonijiet oħra

Bl-użu urologists lejżers jista 'jikkura stricture uretra, felul beninni, ħaġar awrina, kontrazzjoni bużżieqa, u t-tkabbir tal-prostata.

L-użu ta laser neurosurgeons mediċina setgħa li tagħmel tnaqqis preċiżi u jagħmel eżamijiet endoskopika tal-moħħ u l-korda spinali.

Veterinarji użu lasers għal proċeduri endoskopika, koagulazzjoni ta 'tumuri, inċiżjoni, u terapija fotodinamika.

Dentisti juża 'dawl koerenti biex isiru toqob fil-kirurġija gomma għal proċeduri antibatteriċi, f'desensizzazzjoni dentali u dijanjosi-roto tal-wiċċ.

pinzetta laser

riċerkaturi Bijomedika użaw pinzetta ottiċi madwar id-dinja, sorters ċelluli, kif ukoll għodod oħra ħafna. pinzetti Laser wegħda aħjar u dijanjosi aktar rapida ta 'kanċer u użati biex jaqbdu viruses, batterji, partiċelli tal-metall multa u swiegel DNA.

Il pinzetti ottiċi koerenti ta 'raġġi ta' radjazzjoni hija użata biex iżommu u dawwar l-oġġetti mikroskopiċi bl-istess mod bħal pinzetti metall jew tal-plastik kapaċi li jtellgħu oġġetti żgħar u fraġli. molekuli individwali jistgħu jiġu mmanipulati mill teħel minnhom għal biċċa tal-ħġieġ jew żibeġ daqs micron ta polistirene. Meta r-raġġ hits l-ballun, huwa mgħawġa u għandu effett żgħir, timbotta l-ballun dritta għal ġoż-ċentru tar-raġġ.

Dan joħloq "nassa ottiku", li huwa kapaċi li jżomm partikoli żgħar fil-raġġ ta 'dawl.

mediċina bil-laser: punti favur u kontra

L-enerġija ta 'radjazzjoni koerenti, l-intensità ta' liema jista 'jiġi modulata, huwa użat biex jitnaqqsu, distruzzjoni jew alterazzjoni ta' l-phone jew l-istruttura extraċellulari ta 'tessuti bijoloġiċi. Barra minn hekk, l-użu tal-lasers fil-mediċina, fil-qosor, inaqqas ir-riskju ta 'infezzjoni u jippromwovi l-fejqan. L-użu tal-lasers fil-kirurġija jżid il-preċiżjoni tal-qatgħa, madankollu, dawn huma perikolużi għal nisa tqal u hemm kontra-indikazzjoni għall-użu ta 'photosensitizing drogi.

L-istruttura kumplessa ta 'l-tessuti ma tippermettix interpretazzjoni mhux ambigwa tar-riżultati ta' analiżi bioloġiċi klassiku. Lasers fil-Mediċina (ritratt) huma għodda effettiva għall-qerda ta 'ċelluli tal-kanċer. Madankollu, is-sorsi qawwija ta 'radjazzjoni koerenti huma mingħajr diskriminazzjoni u jeqirdu mhux affettwata biss, iżda wkoll il-tessut tal-madwar. Din il-proprjetà - għodda importanti għall-metodu microdissection użat għall-analiżi molekolari fil-postijiet ta 'interess bil-possibbiltà tal-qerda selettiva ta' ċelluli superfluwa. L-għan ta 'din it-teknoloġija hija li tegħleb l-eteroġeneità preżenti fit-tessuti bijoloġiċi kollha, sabiex jiġi ffaċilitat riċerka tagħhom fuq il-popolazzjoni definita tajjeb. F'dan is-sens, il-microdissection laser għamlet kontribut sinifikanti għall-iżvilupp tar-riċerka fil-fehim tal-mekkaniżmi fiżjoloġiċi li llum tista 'tintwera b'mod ċar fil-livell tal-popolazzjoni, u anki b'ċellula waħda.

inġinerija tat-tessuti funzjonali issa sar fattur ewlieni fl-iżvilupp tal-bijoloġija. X'jiġri jekk aħna maqtugħin-fibri actin fid-diviżjoni? Se il-embriju Drosophila huwa stabbli jekk jeqred ċelluli meta tiwi kundizzjonijiet? X'inhuma l-parametri involuti fiż-żona meristem impjant? Kollha ta 'dawn il-kwistjonijiet jistgħu jiġu solvuti bl-għajnuna tal-lasers.

nanomediċina

Riċentement, pluralità ta 'nanostrutturi li għandhom proprjetajiet adattati għal varjetà ta' applikazzjonijiet bijoloġiċi. L-aktar importanti huma:

• tikek quantum - jarmu partiċelli żgħar ta 'daqsijiet nanometru użati fiċ-ċella immaġini għolja sensittività;
• nanopartiċelli manjetiċi li sabu applikazzjoni fil-prattika medika;
• partiċelli polimeru għall-molekuli terapewtiċi inkapsulati;
• nanopartiċelli metalliċi.

L-iżvilupp tan-nanoteknoloġija u l-użu tal-lasers fil-mediċina, fil-qosor, ġabet rivoluzzjoni fl-mod kif tiġi amministrata drogi. Is-sospensjonijiet ta 'nanopartiċelli b'mediċini jistgħu jtejbu l-indiċi terapewtiku ta' ħafna komposti (effikaċja u jżidu l-solubilità, tossiċità t'isfel) b'azzjoni selettiva fuq il-tessuti u ċ-ċelloli affettwati. Huma jagħtu l-ingredjent attiv kif ukoll rilaxx ikkontrollat ta 'l-ingredjent attiv bi tweġiba għal stimuli esterni. approċċ sperimentali Nanoteranostika huwa li tipprovdi iktar użu doppju tan-nanopartiċelli, kompost droga, it-terapija u l-aġenti immaġini dijanjostiċi, li tiftaħ it-triq għat-trattament personalizzat.

L-użu tal-lasers fil-mediċina u l-bijoloġija għall microdissection u fotoablatsii permessi f'livelli differenti ta 'fehim tal-mekkaniżmi fiżjoloġiċi tal-iżvilupp tal-marda. Ir-riżultati se tgħin tiddetermina l-aħjar metodi ta 'dijanjosi u trattament ta' kull pazjent. iżvilupp Nanoteknoloġija b'rabta mill-qrib mal-kisbiet fil-qasam immaġini se jkun essenzjali wkoll. Nanomediċina hija forma ġdida promettenti ta 'trattament għal ċerti tipi ta' kanċer, mard infettiv jew dijanjosi.