Новый прибор сможет обрабатывать раны на поле боя: изобретение российских ученых
04.02.2025 14:33
Ученые Южноуральского государственного медицинского университета (Челябинск) и Института прикладной математики Дальневосточного отделения РАН (Владивосток) разработали простой и эффективный лазерный кавитатор — многофункциональный прибор, действие которого основано на образовании и быстром схлапывании пузырьков пара под воздействием лазерного излучения.
Эффект кавитации в медицине и технике не нов, но до сих пор в качестве источника энергии, преобразующей воду в пар, выступал ультразвук. С помощью ультразвуковых кавитаторов, например, проводятся процедуры «сжигания» жира — ультразвук заставляет лопаться клетки жировой ткани.
Устройство и принцип действия лазерного кавитатора предельно просты. К обычному медицинскому лазерному аппарату, знакомому всем по кабинетам физиотерапии, подсоединяется оптическое волокно диаметром 0,4-0,6 мм из кварц-полиамида и емкость для дезинфицирующего или обычного физиологического раствора. Если по заполненной жидкостью трубке подать инфракрасный импульс, жидкость мгновенно вскипает. Расположенный на торце волокна рабочий орган устройства площадью не более 0,5 мм2 обеспечивает высокую плотность энергии при температуре гораздо ниже температуры кипения. Струя пара не обжигает кожу и мягкие ткани, но эффективно удаляет из раны продукты воспаления и распада. Что очень важно, пар разрушает бактериальные пленки, которые в открытых ранах развиваются очень быстро и делают бактерии нечувствительными к антибиотикам.
В дальнейшем разработчики хотят оснастить прибор датчиком шума. Превышение уровня шума пузырьков установленного порога будет означать, что мощность излучения надо снизить во избежание термического ожога.
Перспективно применение лазерных кавитаторов при эндодонтическом лечении — «волшебные пузырьки» в долю секунды очистят самый извилистый зубной канал, недоступный для ручной обработки.
Помимо применения лазерных кавитаторов в стоматологии и военной медицине ученые предлагают использовать их в косметологии (например, при лечении угревой сыпи), в терапии варикозного расширения вен, включая геморрой, в удалении кист и доброкачественных сосудистых мальформаций. Пригодится лазерная кавитация и при очистке труднодоступных поверхностей в технике и лабораторной практике.
В дальнейшие планы разработчиков входят эксперименты с разными составами действующего вещества (антисептики, антибиотики, иммуномодуляторы, анальгетики) и с разными длинами волн лазерного излучения. Подана заявка на патент медицинского изделия.
Медицинское сообщество в целом позитивно встретило новую разработку, хотя и высказало ряд критических замечаний. Врач-хирург Иван Винокуров из Российского научного центра хирургии имени Петровского отметил эффективность метода для разрушения бактериальных пленок и удаления нежизнеспособных тканей, но указал, что воздействие носит точечный характер, а при обширной минно-взрывной травме площадь поражения может измеряться дециметрами. Лазерный кавитатор пока не может заменить традиционных хирургических методов санации ран, но у него есть свои ниши и преимущества.
Ранее ученые рассказали об ином применении лазера. Они хотят с его помощью отправить световой парусник к системе Альфы Центавра.