محققان پیشنهاد می کنند «تیغه» لیزری جدیدی برای اسکالپل های پزشکی بسازند

دانشمندان دانشگاه پلی‌تکنیک تومسک و دانشگاه دولتی ساراتوف با همکارانی از تایوان همکاری کردند و پیشنهاد کردند یک تیغه لیزری برای یک اسکالپل پزشکی با شکل منحنی مشخص با استفاده از یک «قلاب» فوتونیک بسازند.

 

لیزر درمانی به صرع سخت می رسد

ترجمه با مهندس شکوفه ساتری

برای دهه‌ها، رایج‌ترین درمان‌های مورد استفاده برای صرع، داروسازی یا جراحی برداشتن بود که شامل برداشتن بخشی از بافت مغز از جایی که تشنج بیمار منشأ می‌گیرد، می‌شود. این درمان ها می توانند به خوبی کار کنند و در بسیاری از موارد بهترین گزینه درمانی هستند، اما همچنین می توانند عوارض جانبی ناتوان کننده ای ایجاد کنند. برای برخی از بیماران، درمان دارویی بی اثر بوده و آنها را به جستجوی راه حل دیگری واداشته است. لیزر درمانی مدرن هم در مطالعات بالینی و هم در مطالعات اثبات مفهوم نشان داده شده است که به طور بالقوه برای بسیاری مفید یا حتی درمانی است، زیرا توانایی منحصر به فرد آن در هدف قرار دادن دقیق بافت مغز آسیب دیده و متوقف کردن یا حداقل به حداقل رساندن سیگنال های نامنظم ناشی از آن است.

تخمین زده می شود که 1.2٪ از جمعیت ایالات متحده به صرع فعال مبتلا هستند و از هر 26 نفر یک نفر در طول زندگی خود به آن مبتلا می شود. بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی، 50 میلیون نفر در سراسر جهان به این اختلال عصبی مبتلا هستند. صرع عمومی وضعیتی است که در آن عدم تعادل اتصالات عصبی تحریکی و مهاری می تواند باعث ایجاد تشنج در سراسر مغز شود. صرع کانونی شامل عدم تعادلی است که در یک ناحیه از مغز شروع می شود و به مناطق بزرگتر منتشر می شود.

صرع معمولاً پس از تجربه دو یا چند تشنج، بدون محرک شناخته شده، با فاصله بیش از 24 ساعت تشخیص داده می شود. تشنج باعث حرکات کوتاه و غیرارادی می شود که ممکن است همراه با از دست دادن هوشیاری یا سایر عملکردها رخ دهد.

چندین اشکال لیزر درمانی، از جمله ابلیشن، بیش از یک دهه است که برای درمان انواع خاصی از صرع استفاده می شود. تحقیقات مداوم در مورد استفاده از انواع مختلف لیزر در طول موج‌های خاص، پتانسیل آن‌ها را برای جلوگیری از عود تشنج نشان داده است، که می‌تواند به افرادی که از آن رنج می‌برند و درمان‌های دیگر به آنها کمک نکرده است، اجازه دهد تا زندگی عادی داشته باشند.

جایگزینی برای چاقوی جراحی

تیمی از محققان و پزشکان در دانشگاه کرنل روش‌های منحصر به فردی را آزمایش کرده‌اند که از لیزرهای پالسی می‌توان برای کاهش و احتمالاً از بین بردن تشنج در حیوانات استفاده کرد. در حالی که کاربرد بالینی انسان احتمالاً سال‌ها دورتر است، این تیم با یافته‌های تحقیقات خود تا کنون تشویق شده است.

کریس شافر، دانشیار دانشکده مهندسی بیومدیکال Meinig در کورنل، می گوید: «درمان درمانی استاندارد برای صرع کانونی برداشتن است که می تواند به خوبی کار کند، اما همچنین می تواند نقایص عصبی دائمی ایجاد کند.

روش‌های تصویربرداری نشان داده‌اند که بیشتر تشنج‌ها از طریق اتصالات عصبی جانبی زیرسطحی در لایه‌های قشری خاص در مغز گسترش می‌یابند. قطع اتصالات ناکارآمد خاص به جای برداشتن کل کانون صرع می تواند نقایص عصبی را که گاهی اوقات در اثر جراحی صرع ایجاد می شود کاهش دهد. با این حال، برش اتصالات عصبی زیرسطحی روشی است که نمی توان آن را با چاقوی جراحی مکانیکی انجام داد.

شافر گفت: «در کارمان، ما می‌خواستیم یک اسکالپل لیزری دقیق ایجاد کنیم و پالس‌های لیزری داشته باشیم که می‌تواند به شدت، در عمق بافت، بدون تأثیر بر بافت اطراف، برش دهد.

او و تیم تحقیقاتی کرنل از لیزر Ti:Sapphire (شکل 1) استفاده کردند که در 800 نانومتر ساطع می‌کرد که پالس‌های 50 fs ایجاد می‌کرد تا برش‌های قشر زیرسطحی به وسعت 100 میکرومتر را به عمق 1 میلی‌متر در نئوکورتیس موش برش دهد. این برش ها یک "جعبه" در اطراف کانون صرع ناشی از مواد شیمیایی ایجاد کردند که انتشار تشنج را مسدود کرد.

تخمین زده می شود که 1.2٪ از جمعیت ایالات متحده به صرع فعال مبتلا هستند و از هر 26 نفر یک نفر در طول زندگی خود به آن مبتلا می شود. بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی، 50 میلیون نفر در سراسر جهان به این اختلال عصبی مبتلا هستند. صرع عمومی وضعیتی است که در آن عدم تعادل اتصالات عصبی تحریکی و مهاری می تواند باعث ایجاد تشنج در سراسر مغز شود. صرع کانونی شامل عدم تعادلی است که در یک ناحیه از مغز شروع می شود و به مناطق بزرگتر منتشر می شود.

صرع معمولاً پس از تجربه دو یا چند تشنج، بدون محرک شناخته شده، با فاصله بیش از 24 ساعت تشخیص داده می شود. تشنج باعث حرکات کوتاه و غیرارادی می شود که ممکن است همراه با از دست دادن هوشیاری یا سایر عملکردها رخ دهد.

چندین اشکال لیزر درمانی، از جمله ابلیشن، بیش از یک دهه است که برای درمان انواع خاصی از صرع استفاده می شود. تحقیقات مداوم در مورد استفاده از انواع مختلف لیزر در طول موج‌های خاص، پتانسیل آن‌ها را برای جلوگیری از عود تشنج نشان داده است، که می‌تواند به افرادی که از آن رنج می‌برند و درمان‌های دیگر به آنها کمک نکرده است، اجازه دهد تا زندگی عادی داشته باشند.

جایگزینی برای چاقوی جراحی

تیمی از محققان و پزشکان در دانشگاه کرنل روش‌های منحصر به فردی را آزمایش کرده‌اند که از لیزرهای پالسی می‌توان برای کاهش و احتمالاً از بین بردن تشنج در حیوانات استفاده کرد. در حالی که کاربرد بالینی انسان احتمالاً سال‌ها دورتر است، این تیم با یافته‌های تحقیقات خود تا کنون تشویق شده است.

کریس شافر، دانشیار دانشکده مهندسی بیومدیکال Meinig در کورنل، می گوید: «درمان درمانی استاندارد برای صرع کانونی برداشتن است که می تواند به خوبی کار کند، اما همچنین می تواند نقایص عصبی دائمی ایجاد کند.

روش‌های تصویربرداری نشان داده‌اند که بیشتر تشنج‌ها از طریق اتصالات عصبی جانبی زیرسطحی در لایه‌های قشری خاص در مغز گسترش می‌یابند. قطع اتصالات ناکارآمد خاص به جای برداشتن کل کانون صرع می تواند نقایص عصبی را که گاهی اوقات در اثر جراحی صرع ایجاد می شود کاهش دهد. با این حال، برش اتصالات عصبی زیرسطحی روشی است که نمی توان آن را با چاقوی جراحی مکانیکی انجام داد.

شافر گفت: «در کارمان، ما می‌خواستیم یک اسکالپل لیزری دقیق ایجاد کنیم و پالس‌های لیزری داشته باشیم که می‌تواند به شدت، در عمق بافت، بدون تأثیر بر بافت اطراف، برش دهد.

او و تیم تحقیقاتی کرنل از لیزر Ti:Sapphire (شکل 1) استفاده کردند که در 800 نانومتر ساطع می‌کرد که پالس‌های 50 fs ایجاد می‌کرد تا برش‌های قشر زیرسطحی به وسعت 100 میکرومتر را به عمق 1 میلی‌متر در نئوکورتیس موش برش دهد. این برش ها یک "جعبه" در اطراف کانون صرع ناشی از مواد شیمیایی ایجاد کردند که انتشار تشنج را مسدود کرد.