Experții de la Institutul Federal Elvețian pentru Știința și Tehnologia Materialelor (EMPA) și centrul de cercetare ETH Zurich și-au unit forțele pentru a crea un proiect inovator. Ei au reușit să dezvolte o tehnică de sudare cu laser care vindecă rănile rapid și în siguranță, fără protecție suplimentară cu laser.
Experții aplică o cataplasmă cu nanoparticule pe rană și apoi folosesc lumină pentru a întări rana - o nouă metodă de sigilare a rănilor care ar putea deveni un nou instrument în sala de operație.
Potrivit echipei ETH, chirurgii au efectuat cercetări legate de sudarea cu laser ca metodă de închidere a plăgii în trecut. Se crede că această metodă accelerează vindecarea și reduce riscul de infecție, dar vine cu provocarea monitorizării și controlului temperaturii.
Problema cheie cu care se confruntă este că acest răspuns termic trebuie să rămână în intervalul intrinsec al biomaterialelor, iar temperatura este dificil de măsurat într-o manieră neinvazivă - ceea ce a reprezentat o provocare în aplicarea proceselor de sudare în medicină.
Cercetările anterioare includ un proiect din 2018 la Universitatea de Stat din Arizona, care a încorporat nanoparticule de aur în materialele de lipit pentru a influența efectele termice și pentru a minimiza inflamația.
Soluția de această dată, pe de altă parte, a fost concepută de Laboratorul de Interacțiuni Particula-Biologice al EMPA și Laboratorul de Inginerie a Sistemelor de Nanoparticule de la ETH Zurich. Ei au dezvoltat un adeziv care conține nanoparticule de metal și ceramică și au folosit un nanotermometru pentru a controla temperatura. Noua metodă de lipire se numește „iSoldering” (lipire inteligentă).
Tehnica folosește două tipuri de nanoparticule - nitrură de titan și vanadat de bismut. Atunci când aceste particule sunt iluminate de o sursă de lumină care este slab absorbită de țesutul din jur, nitrura de titan transformă lumina în căldură, în timp ce vanadatul de bismut acționează ca un „nanotermometru” care emite lungimi de undă diferite în funcție de temperatură.
Traducere clinică prin lămpi medicale cu infraroșu
Această combinație de nanoparticule face ca iSoldering să fie deosebit de potrivit pentru procedurile minim invazive, potrivit cercetătorilor. Acest lucru se datorează faptului că lipirea combinată nu necesită agitare și diferența de temperatură poate fi determinată cu o rezoluție spațială foarte mare atât în răni superficiale, cât și profunde.
După finalizarea modelării matematice a tehnologiei propuse, proiectul a început o colaborare cu chirurgi de la Spitalul Universitar din Zurich, Clinica Cleveland din Statele Unite și Universitatea Charles din Praga pentru a începe evaluarea potențialului iSoldering pentru aplicații clinice.
Experții de la EMPA au spus: „În testele de laborator, echipa de cercetare a reușit să obțină o legătură rapidă, stabilă și biocompatibilă a rănilor de organe, inclusiv pancreasul și ficatul. , trompele uterine sau intestinele.”
Echipa de cercetare a remarcat în continuare în lucrarea lor că iSoldering are un mare potențial de utilizare în chirurgia robotică și laparoscopică atunci când se confruntă cu probleme comune, cum ar fi poziționarea incorectă a suturii.
În prezent, în timp ce opțiunea „iSoldering” a fost inițial concepută ca o metodă de iradiere cu laser directă, echipa explorează dacă același efect poate fi obținut prin utilizarea unei iluminări mai blânde, de intensitate scăzută, în infraroșu apropiat. Dacă s-ar realiza, acest lucru ar simplifica foarte mult procesul de transfer clinic, deoarece lumina infraroșu apropiat este deja recunoscută și utilizată pe scară largă în medicină.
Inge Herrmann de la EMPA a comentat: „Dacă este posibil să se utilizeze lumina infraroșu acceptată din punct de vedere medical, atunci această tehnică inovatoare de sudare își va găsi, sperăm, drumul în sala de operație tradițională, fără a fi nevoie de măsuri suplimentare de protecție cu laser”.
Această combinație de nanoparticule face ca iSoldering să fie deosebit de potrivit pentru chirurgia minim invazivă, au spus cercetătorii. Acest lucru se datorează faptului că lipirea combinată nu necesită agitare și diferența de temperatură poate fi determinată cu o rezoluție spațială foarte mare atât în răni superficiale, cât și profunde.
După finalizarea modelării matematice a tehnologiei propuse, proiectul a început o colaborare cu chirurgi de la Spitalul Universitar din Zurich, Clinica Cleveland din Statele Unite și Universitatea Charles din Praga pentru a începe evaluarea potențialului iSoldering pentru aplicații clinice.
Experții de la EMPA au spus: „În testele de laborator, echipa de cercetare a reușit să obțină o legătură rapidă, stabilă și biocompatibilă a rănilor de organe, inclusiv pancreasul și ficatul. , trompele uterine sau intestinele.”
Echipa de cercetare a remarcat în continuare în lucrarea lor că iSoldering are un mare potențial de utilizare în chirurgia robotică și laparoscopică atunci când se confruntă cu probleme comune, cum ar fi poziționarea incorectă a suturii.
În prezent, în timp ce opțiunea „iSoldering” a fost inițial concepută ca o metodă de iradiere cu laser directă, echipa explorează dacă același efect poate fi obținut prin utilizarea unei iluminări mai blânde, de intensitate scăzută, în infraroșu apropiat. Dacă s-ar realiza, acest lucru ar simplifica foarte mult procesul de transfer clinic, deoarece lumina infraroșu apropiat este deja recunoscută și utilizată pe scară largă în medicină.
Inge Herrmann de la EMPA a comentat: „Dacă este posibil să se utilizeze lumina infraroșu acceptată din punct de vedere medical, atunci această tehnică inovatoare de sudare își va găsi, sperăm, drumul în sala de operație tradițională, fără a fi nevoie de măsuri suplimentare de protecție cu laser”.
