Gjatë gjysmëshekullit të kaluar, lazerët janë përdorur në oftalmologji, onkologji, kirurgji plastike dhe shumë fusha të tjera të mjekësisë dhe kërkimit biomjekësor.
Mundësia e përdorimit të dritës për trajtimin e sëmundjeve është e njohur për mijëra vjet. Grekët e lashtë dhe egjiptianët përdorën rrezatimin diellor në terapi, dhe të dy idetë madje u lidhën në mitologji - perëndia greke Apollo ishte perëndia e diellit dhe e shërimit.
Vetëm pas shpikjes së burimit koherent të rrezatimit më shumë se 50 vjet më parë u zbulua me të vërtetë potenciali i përdorimit të dritës në mjekësi.
Për shkak të vetive të tyre të veçanta, lazerët janë shumë më efikas se rrezatimi nga dielli ose burime të tjera. Çdo gjenerator kuantik operon në një gamë shumë të ngushtë të gjatësisë valore dhe lëshon dritë koherente. Gjithashtu, lazerët në mjekësi ju lejojnë të krijoni fuqi të larta. Rrezja e energjisë mund të përqendrohet në një pikë shumë të vogël, për shkak të së cilës arrihet dendësia e lartë e saj. Këto veti kanë çuar në faktin se sot lazerët përdoren në shumë fusha të diagnostikimit mjekësor, terapisë dhe kirurgjisë.
Trajtimi i lëkurës dhe syve
Përdorimi i lazerit në mjekësi filloi me oftalmologjinë dhe dermatologjinë. KuantikeGjeneratori u hap në vitin 1960. Dhe një vit më vonë, Leon Goldman tregoi se si lazeri i kuq rubin mund të përdoret në mjekësi për të hequr displazinë kapilar, një lloj shenje lindjeje dhe melanomën.
Ky aplikacion bazohet në aftësinë e burimeve koherente të rrezatimit për të vepruar në një gjatësi vale të caktuar. Burimet koherente të rrezatimit tani përdoren gjerësisht për të hequr tumoret, tatuazhet, flokët dhe nishanet.
Laserët e llojeve dhe gjatësive të ndryshme të valëve përdoren në dermatologji, për shkak të llojeve të ndryshme të lezioneve që kurohen dhe substancës kryesore thithëse brenda tyre. Gjatësia e valës varet edhe nga lloji i lëkurës së pacientit.
Sot nuk mund të praktikohet dermatologjia apo oftalmologjia pa pasur lazer, pasi ato janë kthyer në mjetet kryesore për trajtimin e pacientëve. Përdorimi i gjeneratorëve kuantikë për korrigjimin e shikimit dhe një gamë e gjerë aplikimesh oftalmike u rrit pasi Charles Campbell u bë mjeku i parë që përdori një lazer të kuq në mjekësi në 1961 për të trajtuar një pacient me shkëputje të retinës.
Më vonë, për këtë qëllim, oftalmologët filluan të përdorin burime argon të rrezatimit koherent në pjesën e gjelbër të spektrit. Këtu, vetitë e vetë syrit, veçanërisht thjerrëza e tij, u përdorën për të fokusuar rrezen në zonën e shkëputjes së retinës. Fuqia shumë e përqendruar e pajisjes fjalë për fjalë e bashkon atë.
Pacientët me disa forma të degjenerimit makular mund të përfitojnë nga operacioni me lazer - fotokoagulimi me lazer dhe terapia fotodinamike. Në procedurën e parë, rrezja e koherenterrezatimi përdoret për të mbyllur enët e gjakut dhe për të ngadalësuar rritjen e tyre patologjike nën makula.
Studime të ngjashme u bënë në vitet 1940 me rrezet e diellit, por mjekëve u duheshin vetitë unike të gjeneratorëve kuantikë për t'i përfunduar ato me sukses. Përdorimi tjetër i lazerit të argonit ishte ndalimi i gjakderdhjes së brendshme. Thithja selektive e dritës jeshile nga hemoglobina, një pigment në qelizat e kuqe të gjakut, është përdorur për të bllokuar enët e gjakut që rrjedhin gjak. Për të trajtuar kancerin, ata shkatërrojnë enët e gjakut që hyjnë në tumor dhe e furnizojnë atë me lëndë ushqyese.
Kjo nuk mund të arrihet duke përdorur rrezet e diellit. Mjekësia është shumë konservatore, siç duhet, por burimet e rrezatimit koherent kanë fituar pranim në fusha të ndryshme. Laserët në mjekësi kanë zëvendësuar shumë instrumente tradicionale.
Oftalmologjia dhe dermatologjia kanë përfituar gjithashtu nga burimet excimer të rrezatimit koherent UV. Ato janë përdorur gjerësisht për riformimin e kornesë (LASIK) për korrigjimin e shikimit. Laserët në mjekësinë estetike përdoren për të hequr njollat dhe rrudhat.
Kirurgji estetike fitimprurëse
Zhvillime të tilla teknologjike janë në mënyrë të pashmangshme të njohura me investitorët komercialë, pasi ata kanë potencial të madh për fitim. Kompania analitike Medtech Insight në vitin 2011 vlerësoi madhësinë e tregut për pajisjet e bukurisë me lazer në më shumë se 1 miliard dollarë amerikanë. Në të vërtetë, pavarësishtnë rënie të kërkesës së përgjithshme për sisteme mjekësore gjatë rënies globale, operacionet estetike të bazuara në gjeneratorë kuantikë vazhdojnë të gëzojnë kërkesë të madhe në Shtetet e Bashkuara, tregu dominues për sistemet lazer.
Vizualizim dhe diagnostikim
Lazerët në mjekësi luajnë një rol të rëndësishëm në zbulimin e hershëm të kancerit, si dhe shumë sëmundjeve të tjera. Për shembull, në Tel Aviv, një grup shkencëtarësh u interesuan për spektroskopinë IR duke përdorur burime infra të kuqe të rrezatimit koherent. Arsyeja për këtë është se kanceri dhe indet e shëndetshme mund të kenë përshkueshmëri të ndryshme infra të kuqe. Një nga aplikimet premtuese të kësaj metode është zbulimi i melanomave. Në kancerin e lëkurës, diagnoza e hershme është shumë e rëndësishme për mbijetesën e pacientit. Aktualisht, zbulimi i melanomës bëhet me sy, ndaj mbetet të mbështetemi në aftësinë e mjekut.
Në Izrael, çdo person mund të shkojë për një ekzaminim falas të melanomës një herë në vit. Disa vite më parë, në një nga qendrat kryesore mjekësore u kryen studime, si rezultat i të cilave u bë e mundur të vëzhgohej qartë ndryshimi në intervalin infra të kuqe midis shenjave të mundshme, por jo të rrezikshme, dhe melanomës reale.
Katzir, organizatori i konferencës së parë SPIE mbi optikën biomjekësore në 1984, dhe grupi i tij në Tel Aviv gjithashtu zhvilluan fibra optike që janë transparente ndaj gjatësive të valëve infra të kuqe, duke lejuar që metoda të zgjerohet në diagnostikimin e brendshëm. Përveç kësaj, mund të jetë një alternativë e shpejtë dhe pa dhimbje për një njollë të qafës së mitrësgjinekologji.
Lazeri gjysmëpërçues blu në mjekësi ka gjetur aplikim në diagnostikimin e fluoreshencës.
Sistemet e bazuara në gjeneratorë kuantikë kanë filluar gjithashtu të zëvendësojnë rrezet X, të cilat tradicionalisht janë përdorur në mamografi. Rrezet X i paraqesin mjekët me një dilemë të vështirë: ata kanë nevojë për intensitet të lartë për të zbuluar me besueshmëri kanceret, por vetë rritja e rrezatimit rrit rrezikun e kancerit. Si alternativë, po studiohet mundësia e përdorimit të pulseve shumë të shpejta lazer për të imazhuar gjoksin dhe pjesë të tjera të trupit, si truri.
OCT për sytë dhe më shumë
Lazerët në biologji dhe mjekësi janë përdorur në tomografinë e koherencës optike (OCT), e cila ka shkaktuar një valë entuziazmi. Kjo teknikë imazherie përdor vetitë e një gjeneratori kuantik dhe mund të sigurojë imazhe shumë të qarta (në rendin e një mikroni), tërthore dhe tredimensionale të indeve biologjike në kohë reale. OCT përdoret tashmë në oftalmologji dhe, për shembull, mund të lejojë një okulist të shohë një seksion kryq të kornesë për të diagnostikuar sëmundjet e retinës dhe glaukomën. Sot, teknika ka filluar të përdoret edhe në fusha të tjera të mjekësisë.
Një nga fushat më të mëdha që del nga OCT është imazhi me fibra optike të arterieve. Tomografia e koherencës optike mund të përdoret për të vlerësuar një pllakë të paqëndrueshme të këputur.
Mikroskopi i organizmave të gjallë
Lezret në shkencë, teknologji, mjekësi gjithashtu luajnënjë rol kyç në shumë lloje të mikroskopisë. Një numër i madh zhvillimesh janë bërë në këtë fushë, qëllimi i të cilave është të vizualizohet se çfarë po ndodh brenda trupit të pacientit pa përdorimin e bisturisë.
Pjesa më e vështirë në lidhje me heqjen e kancerit është nevoja për të përdorur vazhdimisht një mikroskop në mënyrë që kirurgu të sigurohet se gjithçka është bërë në mënyrë korrekte. Aftësia për të bërë mikroskop të drejtpërdrejtë dhe në kohë reale është një përparim i rëndësishëm.
Një aplikim i ri i lazerëve në inxhinieri dhe mjekësi është skanimi në terren i mikroskopit optik, i cili mund të prodhojë imazhe me një rezolucion shumë më të lartë se ai i mikroskopëve standardë. Kjo metodë bazohet në fibra optike me pika në skajet, dimensionet e të cilave janë më të vogla se gjatësia e valës së dritës. Kjo mundësoi imazhin me gjatësi nënvalore dhe hodhi themelet për imazhin e qelizave biologjike. Përdorimi i kësaj teknologjie në lazerët IR do të lejojë një kuptim më të mirë të sëmundjes së Alzheimerit, kancerit dhe ndryshimeve të tjera në qeliza.
PDT dhe trajtime të tjera
Zhvillimet në fushën e fibrave optike ndihmojnë në zgjerimin e mundësive të përdorimit të lazerit në zona të tjera. Përveç faktit që ato lejojnë diagnostikimin brenda trupit, energjia e rrezatimit koherent mund të transferohet atje ku është e nevojshme. Mund të përdoret në trajtim. Lazerët me fibra po bëhen shumë më të avancuara. Ata do të ndryshojnë rrënjësisht mjekësinë e së ardhmes.
Fusha e fotomjekësisë duke përdorur kimikate fotosensitivesubstancat që ndërveprojnë me trupin në një mënyrë të veçantë mund të përdorin gjeneratorë kuantikë për të diagnostikuar dhe trajtuar pacientët. Në terapinë fotodinamike (PDT), për shembull, një lazer dhe një ilaç fotosensiv mund të rivendosin shikimin te pacientët me formën "e lagësht" të degjenerimit makular të lidhur me moshën, shkaku kryesor i verbërisë tek njerëzit mbi 50 vjeç.
Në onkologji, disa porfirina grumbullohen në qelizat e kancerit dhe fluoreshenojnë kur ndriçohen në një gjatësi vale të caktuar, duke treguar vendndodhjen e tumorit. Nëse këto komponime më pas ndriçohen me një gjatësi vale të ndryshme, ato bëhen toksike dhe vrasin qelizat e dëmtuara.
Lazeri helium-neon me gaz të kuq përdoret në mjekësi në trajtimin e osteoporozës, psoriazës, ulcerave trofike, etj., pasi kjo frekuencë absorbohet mirë nga hemoglobina dhe enzimat. Rrezatimi ngadalëson inflamacionin, parandalon hipereminë dhe ënjtjen dhe përmirëson qarkullimin e gjakut.
Trajtim i personalizuar
Gjenetika dhe epigjenetika janë dy fusha të tjera ku mund të përdoren lazerët.
Në të ardhmen, gjithçka do të ndodhë në shkallë nano, gjë që do të na lejojë të bëjmë mjekësi në shkallën e qelizës. Lazerët që mund të gjenerojnë pulse femtosekondi dhe të përshtaten me gjatësi vale specifike janë partnerë idealë për profesionistët mjekësorë.
Kjo do të hapë derën e trajtimit të personalizuar bazuar në gjenomin individual të pacientit.
Leon Goldman - themeluesiilaç lazer
Duke folur për përdorimin e gjeneratorëve kuantikë në trajtimin e njerëzve, nuk mund të mos përmendet Leon Goldman. Ai njihet si "babai" i mjekësisë lazer.
Tashmë një vit pasi shpiku burimin koherent të rrezatimit, Goldman u bë studiuesi i parë që e përdori atë për të trajtuar sëmundjet e lëkurës. Teknika që përdori shkencëtari hapi rrugën për zhvillimin e mëvonshëm të dermatologjisë lazer.
Kërkimet e tij në mesin e viteve 1960 çuan në përdorimin e gjeneratorit kuantik rubin në kirurgjinë e retinës dhe zbulime të tilla si aftësia e rrezatimit koherent për të prerë njëkohësisht lëkurën dhe mbylljen e enëve të gjakut, duke kufizuar gjakderdhjen.
Goldman, një dermatolog në Universitetin e Cincinnati për pjesën më të madhe të karrierës së tij, themeloi Shoqatën Amerikane për Laserët në Mjekësi dhe Kirurgji dhe ndihmoi në hedhjen e themeleve për sigurinë me lazer. Vdiq më 1997
Miniturizim
Gjeneratorët e parë kuantikë 2 mikron kishin madhësinë e një shtrati dopio dhe u ftohën me azot të lëngshëm. Sot janë shfaqur lazer me diodë me madhësi pëllëmbë dhe lazer me fibra edhe më të vogla. Këto ndryshime hapin rrugën për aplikime dhe zhvillime të reja. Mjekësia e së ardhmes do të ketë lazer të vegjël për kirurgjinë e trurit.
Për shkak të përparimit teknologjik, ka një ulje të vazhdueshme të kostove. Ashtu si lazerët janë bërë të zakonshëm në pajisjet shtëpiake, ata kanë filluar të luajnë një rol kyç në pajisjet spitalore.
Nëse lazerët e mëparshëm në mjekësi ishin shumë të mëdhenj dhekomplekse, prodhimi i sotëm nga fibra optike ka ulur ndjeshëm koston dhe kalimi në nanoshkallë do të reduktojë edhe më shumë kostot.
Përdorime të tjera
Urologët mund të trajtojnë ngushtimin e uretrës, lythat beninje, gurët urinar, kontrakturën e fshikëzës dhe zmadhimin e prostatës me lazer.
Përdorimi i lazerit në mjekësi u ka mundësuar neurokirurgëve të bëjnë prerje të sakta dhe ekzaminime endoskopike të trurit dhe palcës kurrizore.
Veterinerët përdorin lazer për procedurat endoskopike, koagulimin e tumorit, prerjet dhe terapinë fotodinamike.
Dentistët përdorin rrezatim koherent për krijimin e vrimave, kirurgjinë e mishrave të dhëmbëve, procedurat antibakteriale, desensibilizimin dentar dhe diagnostikimin oro-facial.
piskatore lazer
Kërkuesit biomjekësorë në mbarë botën përdorin piskatore optike, ndarës të qelizave dhe shumë mjete të tjera. Piskatore lazer premton diagnozë më të mirë dhe më të shpejtë të kancerit dhe janë përdorur për të kapur viruse, baktere, grimca të vogla metalike dhe fije ADN.
Në piskatore optike, një rreze rrezatimi koherent përdoret për të mbajtur dhe rrotulluar objekte mikroskopike, e ngjashme me mënyrën se si piskatore metalike ose plastike mund të kapin objekte të vogla dhe të brishta. Molekulat individuale mund të manipulohen duke i bashkangjitur ato në rrëshqitës me madhësi mikron ose rruaza polistireni. Kur rrezja godet topin, aikthen dhe ka një ndikim të lehtë, duke e shtyrë topin drejt e në qendër të rrezes.
Kjo krijon një "kurth optik" që është në gjendje të bllokojë një grimcë të vogël në një rreze drite.
Lazer në mjekësi: të mirat dhe të këqijat
Energjia e rrezatimit koherent, intensiteti i të cilit mund të modulohet, përdoret për të prerë, shkatërruar ose ndryshuar strukturën qelizore ose jashtëqelizore të indeve biologjike. Përveç kësaj, përdorimi i lazerit në mjekësi, me pak fjalë, zvogëlon rrezikun e infeksionit dhe stimulon shërimin. Përdorimi i gjeneratorëve kuantikë në kirurgji rrit saktësinë e diseksionit, megjithatë ata janë të rrezikshëm për gratë shtatzëna dhe ka kundërindikacione për përdorimin e barnave fotosensibilizuese.
Struktura komplekse e indeve nuk lejon një interpretim të qartë të rezultateve të analizave biologjike klasike. Laserët në mjekësi (foto) janë një mjet efektiv për shkatërrimin e qelizave kancerogjene. Megjithatë, burimet e fuqishme të rrezatimit koherent veprojnë pa dallim dhe shkatërrojnë jo vetëm indet e prekura, por edhe indet përreth. Kjo veti është një mjet i rëndësishëm në teknikën e mikrodiseksionit që përdoret për të kryer analiza molekulare në një vend me interes me aftësinë për të shkatërruar në mënyrë selektive qelizat e tepërta. Qëllimi i kësaj teknologjie është të kapërcejë heterogjenitetin e pranishëm në të gjitha indet biologjike në mënyrë që të lehtësojë studimin e tyre në një popullatë të mirëpërcaktuar. Në këtë kuptim, mikrodiseksioni me lazer ka dhënë një kontribut të rëndësishëm në zhvillimin e kërkimit, për të kuptuarmekanizmat fiziologjikë që sot mund të demonstrohen qartë në nivelin e një popullate dhe madje edhe të një qelize të vetme.
Funksionaliteti i inxhinierisë së indeve sot është bërë një faktor kryesor në zhvillimin e biologjisë. Çfarë ndodh nëse fibrat e aktinës priten gjatë ndarjes? A do të jetë një embrion Drosophila i qëndrueshëm nëse qeliza shkatërrohet gjatë palosjes? Cilët janë parametrat e përfshirë në zonën meristem të një bime? Të gjitha këto çështje mund të zgjidhen me lazer.
Nanomjeksi
Kohët e fundit, shumë nanostruktura janë shfaqur me veti të përshtatshme për një sërë aplikimesh biologjike. Më të rëndësishmet prej tyre janë:
- pikat kuantike janë grimca të vogla që lëshojnë dritë me madhësi nanometër të përdorura në imazhet qelizore shumë të ndjeshme;
- nanogrimca magnetike që kanë gjetur zbatim në praktikën mjekësore;
- grimca polimer për molekulat terapeutike të kapsuluara;
- nanogrimca metalike.
Zhvillimi i nanoteknologjisë dhe përdorimi i lazerëve në mjekësi, me pak fjalë, ka revolucionarizuar mënyrën e administrimit të barnave. Pezullimet e nanogrimcave që përmbajnë barna mund të rrisin indeksin terapeutik të shumë përbërësve (rrisin tretshmërinë dhe efikasitetin, zvogëlojnë toksicitetin) duke ndikuar në mënyrë selektive në indet dhe qelizat e prekura. Ata japin përbërësin aktiv dhe gjithashtu rregullojnë lirimin e përbërësit aktiv në përgjigje të stimulimit të jashtëm. Nanoteranostika është më tejnjë qasje eksperimentale që lejon përdorimin e dyfishtë të nanogrimcave, përbërjes së ilaçeve, terapisë dhe mjeteve diagnostikuese të imazhit, duke hapur rrugën drejt trajtimit të personalizuar.
Përdorimi i lazerëve në mjekësi dhe biologji për mikrodiseksionin dhe fotoablacionin bëri të mundur kuptimin e mekanizmave fiziologjikë të zhvillimit të sëmundjes në nivele të ndryshme. Rezultatet do të ndihmojnë në përcaktimin e metodave më të mira të diagnostikimit dhe trajtimit për çdo pacient. Zhvillimi i nanoteknologjisë në lidhje të ngushtë me përparimet në imazhe do të jetë gjithashtu i domosdoshëm. Nanomjekësia është një formë e re premtuese e trajtimit për disa lloje kanceri, sëmundjesh infektive ose diagnostike.
