کاربرد لیزر در اورولوژی کودکان

بیماری های دستگاه ادراری تناسلی در دوران کودکی با بزرگسالان بسیار متفاوت است. در بزرگسالان بیشتر تومور داریم، در کودکان علاوه بر آن ناهنجاری های مادرزادی و همچنین بیماری های شرطی تروماتیک وجود دارد. این طیف گسترده از بیماری‌ها در اورولوژی کودکان استفاده چندگانه از سیستم‌های لیزر مختلف را انجام می‌دهد، به‌ویژه لیزر Nd:YAG واجد شرایط شد زیرا تابش آن می‌تواند بدون هیچ مشکلی توسط فیبر منتقل شود.

لیزر در پوست

لیزر در پوست

 

مزایای ذوب لیزری انتخابی در تحقیقات نانومواد آشکار شد

محققان مقاله‌ای را در Scientific Reports منتشر کرده‌اند که در آن بر ذوب لیزری انتخابی (SLM) که به طور موثر برای بهبود عملکرد و ویژگی‌های کریستالوگرافی دی سولفید مولیبدن (MoS2) استفاده می‌شود، تمرکز کرده‌اند.

ذوب لیزری انتخابی چیست؟

SLM یک فرآیند چاپ سه بعدی است که از یک پرتو لیزر با چگالی بالا برای حل کردن کامل و چسباندن دانه‌های فلزی برای تولید اقلام نزدیک به شبکه با حداکثر تراکم (تا 99.9 درصد چگالی نسبی) استفاده می‌کند. اکثر تجهیزات تجاری SLM از گرانول هایی با اندازه های متفاوت از 20 تا 50 میکرومتر و ضخامت فیلم استاندارد 20 تا 100 میکرومتر استفاده می کنند.

SLM در صنایع هوانوردی، خودرو، پتروشیمی، نیروی دریایی، معماری، غذا و جواهرات استفاده می شود. Micro SLM اخیراً در ساخت قطعات و ریزساختارهای دقیق در صنایع مختلف، سیستم‌های میکروسیال، MEMS، ارتودنسی و غیره محبوبیت پیدا کرده است.

مزایای SLM

فناوری SLM به پیچیدگی و سفارشی سازی بدون محدودیت تجهیزات زیست پزشکی اجازه می دهد. علاوه بر این، ساخت دستگاه‌های بیولوژیکی SLM نیازی به ابزار پرهزینه اضافی یا روش‌های نصب طولانی ندارد.

ترجیح SLM بر سایر فناوری ها

SLM، در مقایسه با سایر فناوری‌های چاپ سه‌بعدی، مبتنی بر فناوری لیزر پرانرژی Nd: YAG قابل انطباق است که امکان تولید اجسام با کیفیت کششی و وضوح بالاتر را فراهم می‌کند. از آنجایی که رویکرد SLM بر بسیاری از معایب فن‌آوری‌های سنتی و سایر فناوری‌های تولید افزودنی غلبه می‌کند، می‌توان از آن برای نمونه‌سازی سریع باتری‌های قابل شارژ بالقوه استفاده کرد.

مقدمه ای بر دی سولفید مولیبدن

دی سولفید مولیبدن (MoS2) متعلق به کلاس دی‌کالکوژنیدهای فلزات واسطه (TMDs) از مواد کارآمد پیشرفته پیچیده، با فاصله باند مستقیم 1.8 eV و دمای ذوب غیر اکسید کننده 1185 درجه سانتی‌گراد است.

نانومواد MoS2 به دلیل برهمکنش‌های کووالانسی قوی S–Mo–S بر ساختارهای چند لایه الکترواکتیو تسلط دارند. دی سولفید مولیبدن به عنوان یک عامل روان کننده خشک در کاربردهای مختلفی از جمله روغن های روان کننده، کلوئیدها، مواد اصطکاکی و فیلم های پیوندی استفاده می شود. کمپلکس ها را می توان به صورت سوسپانسیون استفاده کرد، اگرچه اغلب آنها در گریس ها محلول هستند.

تکنیک‌های نوروفوتونیک، آسیب‌های تروماتیک مغز را روشن می‌کنند

تکنیک‌های نوروفوتونیک، آسیب‌های تروماتیک مغز را روشن می‌کنند

ترجمه با مهندس شکوفه ساتری

امواج ضربه ای ناشی از لیزر بر روی سلول های عصبی، که با تصویربرداری فاز کمی نظارت می شود، به درک آسیب مغزی و اثرات فیزیولوژیکی آن کمک می کند.

آسیب تروماتیک مغزی می تواند تأثیرات فاجعه باری بر عملکرد روزمره و کیفیت زندگی داشته باشد. اکنون، مجموعه ای از ابزارهای فوتونیک ممکن است بینش جدیدی در مورد این وضعیت ارائه دهد. همراه با دانش فنی که با استفاده از علوم زیستی و فیزیکی در دسترس است، از روش های جدید تصویربرداری و تکنیک های بیوفوتونیکی به خوبی استفاده می شود. نمونه بارز این اتصال متقابل مطالعه امواج ضربه ای ناشی از لیزر (LIS) است.

اثرات امواج ضربه ای بر بدن انسان برای اولین بار در طول جنگ جهانی دوم مشاهده شد، زمانی که مشخص شد ملوانانی که در زمان انفجار اژدر در اقیانوس بودند، اما مستقیماً هدف قرار نگرفتند، اغلب به دلیل اختلال در ریه جان خود را از دست دادند. در تعدادی از موارد، هیچ آسیب فیزیکی خارجی به آنها وارد نشده بود. با این حال، اخیراً امواج ضربه ای به عنوان علت آسیب تروماتیک مغزی مطرح شده اند. هنگامی که امواج ضربه ای ایجاد شده توسط یک ضربه یا موج انفجار از جمجمه عبور می کند، می تواند به بافت عصبی آسیب برساند. آسیب به مغز ممکن است پایدار باشد و منجر به انواع اثرات ناتوان کننده مانند از دست دادن حافظه، افسردگی و سایر اختلالات ذهنی شود.

برای مطالعه اثرات امواج شوک بر مغز، تیم تحقیقاتی نویسندگان در دانشگاه کالیفرنیا، ایروین اخیراً از لیزر پالسی 1064 نانومتری Nd:YAG برای ایجاد امواج شوک میکروسکوپی و نظارت بر اثرات روی سلول‌های منفرد استفاده کردند. با استفاده از یک پرتو لیزر پالسی متمرکز بر یک نقطه، می توان انرژی شدید تولید کرد. هنگامی که تجمع انرژی در نقطه کانونی به اندازه کافی قوی باشد، یک حباب کاویتاسیون تشکیل می شود و سپس فرو می ریزد، که یک موج ضربه ای ایجاد می کند که از کانون به بیرون تابش می کند. با کنترل دقیق پارامترهای پرتو، امواج ضربه ای را می توان به گونه ای کالیبره کرد تا نیروهایی معادل منابع شناخته شده آسیب تروماتیک مغزی اعمال کند.

نویسندگان از این پدیده برای شبیه سازی آسیب های مغزی در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از امواج ضربه ای ناشی از لیزر برای آسیب رساندن به سلول های عصبی مانند آستروسیت ها استفاده کردند. آستروسیت ها سلول های گلیال ستاره ای شکل هستند که پرتعدادترین سلول ها در سیستم عصبی مرکزی هستند. آنها نقش مهمی در حفظ عملکرد سالم نورون های مغز دارند. از آنجایی که سلول ها مسئول حفظ و تامین مواد مغذی به بافت عصبی در مغز و نخاع هستند، مطالعه نحوه واکنش آستروسیت ها به تروما، بینش های ارزشمندی را در مورد مکانیسم هایی که مغز برای ترمیم آسیب های داخلی استفاده می کند، ارائه می دهد.

یکی از راه های ارزیابی آسیب وارد شده به سلول، نظارت بر تغییرات مورفولوژیکی سلول است. با ایجاد امواج ضربه ای در نزدیکی سلول و اندازه گیری کمی تغییر حجم سلول با استفاده از میکروسکوپ هولوگرافیک، می توان مشاهده کرد که سلول چگونه در پاسخ به نیروی خارجی اعمال شده تغییر شکل می دهد.

میکروسکوپ فاز کمی (QPM)1 بر روی تصویربرداری تداخل فاز متمرکز است. تصویربرداری فازی به سال 1887 و با اختراع تداخل سنج مایکلسون برمی گردد. در دهه 1980، این تکنیک‌های تداخل با افزودن فناوری اسکن دیجیتالی که تداخل سنجی هولوگرافیک پویا را فعال می‌کرد، یک قدم فراتر برداشته شد. شفافیت سلول های زنده در طول تاریخ تصویربرداری از آنها را در زیر میکروسکوپ میدان روشن دشوار کرده است. با این حال، QPM می‌تواند با استفاده از اطلاعات فاز نور هنگام عبور از سلول‌ها، از سطوح سلول‌ها با وضوح نانومتری تصویربرداری کند. QPM تصاویر تداخل حاصل از دو پرتو را می گیرد: یکی که از نمونه عبور می کند و دیگری به عنوان پرتو مرجع استفاده می شود. با استفاده از الگوریتم‌های فاز باز کردن، QPM می‌تواند تغییر فاز در نور ناشی از سلول را اندازه‌گیری کند. با دانستن ضریب شکست می توان ارتفاع سلول ها را از طریق اطلاعات فاز به صورت کمی اندازه گیری کرد.

برای اهداف پژوهش نویسندگان، از QPM برای مشاهده ضخامت سلول های عصبی استفاده شد. این برای محاسبه حجم سلول ها و هرگونه تبادل جرم بین سلول ها و محیط آنها یا سلول های همسایه استفاده می شود. سپس از LIS برای القای آسیب سلولی و شبیه‌سازی آسیب مغزی تروماتیک استفاده شد تا بتوان پاسخ آستروسیت‌های عصبی را تعیین کرد و نقش سلول‌ها را در این فرآیند مشخص کرد.

با ترکیب این کار با تکنیک های فلورسانس معمولی، یک سیستم پیچیده از سیگنال دهی بین سلولی به تدریج آشکار شده است. این شبکه سیگنالینگ، که سطح کلسیم داخل سلولی را تغییر می‌دهد، پاسخ آسیب به آستروسیت‌های مجاور را تنظیم می‌کند و آپوپتوز و ترمیم سلولی را واسطه می‌کند.

سایر تکنیک ها در کار

علیرغم بینش های ارائه شده توسط امواج ضربه ای ناشی از لیزر و QPM، استفاده از تکنیک های کمتر مخرب برای دستکاری سلول ها در زیر میکروسکوپ اغلب سودمند است. در اینجا نیز فناوری بیوفوتونیک راهی برای حرکت و کاوش سلول های عصبی فراهم کرده است.

شاید یکی از پیشگامانه ترین کاربردهای پرتوهای لیزر در مقیاس سلولی، اختراع موچین های نوری توسط آرتور اشکین بود که برای آن جایزه نوبل را در سال 2018 دریافت کرد. بینش اشکین مبنی بر اینکه فشار تشعشع می تواند برای محدود کردن ذرات ریز میکروسکوپی در سه بعدی استفاده شود، این امکان را فراهم کرده است. مجموعه ای از اندازه گیری ها در سطح درون سلولی، از جمله در مغز. اشکین با استفاده از پرتوهای لیزر بسیار متمرکز توانست به اصطلاح نیروی گرادیان نوری بر روی ذرات دی الکتریک نزدیک به کانون پرتو ایجاد کند. این نیرو او را قادر ساخت تا ذرات منفرد را در مقیاسی که قبلاً هرگز به دست نیامده بود، به دام بیندازد و حرکت دهد.

بهبود قدرت سیگنال و محدودیت های تشخیص طیف سنجی شکست ناشی از لیزر

بهبود قدرت سیگنال و محدودیت های تشخیص طیف سنجی شکست ناشی از لیزر

طی دو دهه گذشته ، تکنیک های متعددی برای افزایش قدرت سیگنال LIBS به منظور بهبود حساسیت و دقت اندازه گیری LIBS ارائه شده است. هدف از این فصل کتاب ارائه اجمالی از اجزای اساسی سیستم LIBS و استراتژی های تجربی مختلف برای افزایش قدرت سیگنال LIBS با تأکید ویژه بر طیف سنجی تجزیه ناشی از لیزر (NELIBS) است.  

Er: YAG لیزر درمانی جامع جیبی پریودنتال (Er-LCPT)

از لیزرها به دلیل اثرات مختلف درمانی سودمند مانند فرسایش ، هموستاز ، اثر ضد باکتری و تحریک زیستی ، به طور فزاینده ای در درمان پریودنتال استفاده می شود. لیزر Er: YAG برای درمان پریودنتال مناسب ترین است زیرا از بین بردن بافت های سخت و نرم پریودنتال ، با حداقل اثرات جانبی حرارتی ، و در نتیجه باعث بهبودی زخم نمی شود. با این لیزر می توان سطح ریشه و استخوان را درمان کرد. به طور خاص ، افزایش بازسازی استخوان به دنبال Er: YAG لیبرز در یک مطالعه حیوانی پیشنهاد شده است. 

استفاده از لیزر Er: YAG در دندانپزشکی محافظه کار و فرآیند چسبندگی

این فصل به استفاده از لیزر Er: YAG در دندانپزشکی محافظه کار لیزر و همچنین بخشی از آن در تعامل با فرآیند چسبندگی می پردازد. Er: لیزر YAG در دندانپزشکی محافظه کار مفید است. خاصیت جذب شده توسط آب و آپاتیت می تواند به پزشکان در حذف پوسیدگی انتخابی و میکروتهاجمی از ساختار دندان کمک کند. اهمیت استفاده از پروتکل بالینی قابل تکرار ، برای دستیابی به یک اثر چسبندگی بسیار قوی با مواد ، نتایج موثر و دراز مدت را در بازتوانی های محافظه کارانه به همراه دارد. دقت پرتو لیزر و انتخاب آن امکان ایجاد اشکال جدید برای آماده سازی حفره محافظه کار را فراهم می کند.

جراحی قلب و عروق

جراحی قلب و عروق

عروق مجدد از راه میوکارد (TMR) یک روش جراحی برای درمان آنژین (درد قفسه سینه) است. TMR از لیزر برای ایجاد کانال هایی در عضله قلب و بازیابی جریان خون استفاده می کند. سهولت استفاده از سیستم لیزر فیبر Ho: YAG به جراح اجازه می دهد تا روش را از طریق کاتتر انجام دهد.

منبع پمپ یا منبع انرژی

کتاب لیزر