瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)研究所（EMPA）和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zurich）研究中心的專(zhuān)家們攜手，共同開(kāi)創(chuàng )了一個(gè)突破性的項目。他們成功研發(fā)出一種激光焊接技術(shù)，這種技術(shù)能夠快速且安全地愈合傷口，且無(wú)需額外的激光保護措施。

專(zhuān)家將納米顆粒膏藥涂在傷口上，然后用光線(xiàn)使傷口變硬——這種新的傷口密封方法可以成為手術(shù)室的新工具。

根據ETH團隊的說(shuō)法，手術(shù)醫生們以往就對激光焊接作為傷口閉合方法進(jìn)行了相關(guān)研究。這種方法被認為可以加速愈合、降低感染風(fēng)險，但與此同時(shí)也伴隨著(zhù)溫度監測和控制的挑戰。

他們面臨的關(guān)鍵問(wèn)題在于，這種熱反應必須保持在生物材料的固有范圍內，而溫度又很難以非侵入性的方式測量——這一直是醫學(xué)中焊接工藝應用的一個(gè)難題。

先前的研究包括2018年亞利桑那州立大學(xué)的一個(gè)項目，該項目將金納米顆粒納入焊料材料中，以影響熱效應并最大限度地減少炎癥。

而此次的解決方案則是由EMPA的粒子-生物相互作用實(shí)驗室、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的納米粒子系統工程實(shí)驗室共同設計的。他們研發(fā)出了一種含有金屬和陶瓷納米粒子的粘合劑，并利用納米溫度計來(lái)控制溫度。這種新型的焊接方法被稱(chēng)為“iSoldering”（intelligent solder，智能焊料）。

這種技術(shù)使用兩種類(lèi)型的納米顆�！�—氮化鈦和釩酸鉍。當這些顆粒被周?chē)�組織微弱吸收的光源照射時(shí)，氮化鈦將光轉化為熱，而釩酸鉍則作為“納米溫度計”，根據溫度變化發(fā)出不同的波長(cháng)。

通過(guò)醫用紅外線(xiàn)燈進(jìn)行臨床轉譯

研究人員表示，這種納米顆粒的組合使iSoldering特別適合微創(chuàng )手術(shù)。因為結合焊料不需要攪拌，而且在淺層和深層的傷口中都能以極高的空間分辨率確定溫差。

在完成對提出技術(shù)的數學(xué)建模后，該項目與蘇黎世大學(xué)醫院、美國克利夫蘭診所和布拉格查爾斯大學(xué)的外科醫生展開(kāi)合作，開(kāi)始評估iSoldering在臨床上的應用潛力。

EMPA的專(zhuān)家們表示：“在實(shí)驗室測試中，研究團隊成功實(shí)現了包括胰腺和肝臟等器官傷口的快速、穩定且生物相容性的結合，即使面對極具挑戰性的組織塊，如尿道、輸卵管或腸道，iSoldering也能展現出其出色的密封效果�！�

研究小組在其論文中進(jìn)一步指出，當面臨不正確的縫線(xiàn)定位等普遍問(wèn)題時(shí)，iSoldering在機器人和腹腔鏡手術(shù)中具有巨大的應用潛力。

目前，雖然“iSoldering”這一方案最初設想的是直接激光照射方式，但研究團隊正在探索是否能夠通過(guò)使用更溫和、低強度的近紅外照明實(shí)現相同的效果。如果得以實(shí)現，這將極大地簡(jiǎn)化臨床轉移過(guò)程，因為醫學(xué)上已經(jīng)廣泛認可并使用近紅外光燈。

EMPA的Inge Herrmann評論稱(chēng)：“如果能夠利用醫學(xué)上已認可的紅外光燈，那么這種創(chuàng )新的焊接技術(shù)將有望在傳統手術(shù)室中得到應用，而無(wú)需采取額外的激光保護措施�！�

來(lái)源：OFweek激光網(wǎng)