スイス連邦材料科学研究所 (EMPA) とスイス連邦工科大学チューリッヒ研究センターの専門家が力を合わせて画期的なプロジェクトを立ち上げました。 彼らは、追加のレーザー保護を必要とせずに傷を迅速かつ安全に治癒するレーザー溶接技術の開発に成功しました。
専門家らはナノ粒子湿布を傷に塗布し、光を使って傷を硬化させる。これは傷をふさぐ新しい方法で、手術室の新しいツールになる可能性がある。
ETHチームによると、外科医は過去に創傷閉鎖法としてレーザー溶接に関連する研究を行ってきたという。 この方法は治癒を促進し、感染のリスクを軽減すると考えられていますが、温度の監視と制御という課題が伴います。
彼らが直面する重要な問題は、この熱反応が生体材料の固有範囲内にとどまらなければならないこと、そして温度を非侵襲的な方法で測定することが難しいことです。これが医療における溶接プロセスの適用における課題でした。
これまでの研究には、熱影響に影響を与え炎症を最小限に抑えるために金ナノ粒子をはんだ材料に組み込んだアリゾナ州立大学の2018年のプロジェクトが含まれる。
一方、今回のソリューションは、EMPAの粒子生物学的相互作用研究室とチューリッヒ工科大学のナノ粒子システム工学研究室によって設計された。 彼らは金属とセラミックのナノ粒子を含む接着剤を開発し、温度を制御するためにナノ温度計を利用しました。 新しいはんだ付け方法は「iSoldering」（インテリジェントはんだ）と呼ばれます。
この技術では、窒化チタンとバナジウム酸ビスマスの 2 種類のナノ粒子が使用されます。 これらの粒子が周囲の組織に弱く吸収される光源で照らされると、窒化チタンが光を熱に変換し、バナジウム酸ビスマスが温度に応じて異なる波長を発する「ナノ温度計」として機能します。
医療用赤外線ランプによる臨床翻訳
研究者らによると、このナノ粒子の組み合わせにより、iSoldering は侵襲性を最小限に抑えた処置に特に適しています。 これは、結合はんだが撹拌を必要とせず、浅い傷でも深い傷でも非常に高い空間分解能で温度差を測定できるためです。
提案された技術の数学的モデリングが完了した後、プロジェクトはチューリッヒ大学病院、米国のクリーブランドクリニック、プラハのカレル大学の外科医との協力を開始し、iSoldering の臨床応用の可能性の評価を開始しました。
EMPAの専門家らは、「研究チームは臨床検査で、膵臓や肝臓を含む臓器創傷の迅速かつ安定した生体適合性接着を達成することに成功した。iはんだ付けは、尿道などの困難な組織ブロックに直面しても優れたシール効果を実証した」と述べた。 、卵管または腸。」
研究チームはさらに論文の中で、縫合糸の位置が間違っているなどの一般的な問題に直面した場合に、iSolderingがロボット手術や腹腔鏡手術に使用できる大きな可能性があると指摘した。
現在、「iSoldering」オプションは当初レーザーの直接照射方法として構想されていましたが、チームはより穏やかで低強度の近赤外照射を使用することで同じ効果が達成できるかどうかを研究しています。 近赤外光はすでに広く認識されており、医療で使用されているため、これが実現すれば、臨床移行プロセスが大幅に簡素化されるでしょう。
EMPAのInge Herrmann氏は、「医学的に認められた赤外線を利用することができれば、追加のレーザー保護手段を必要とせずに、この革新的な溶接技術が従来の手術室に導入されることを期待している」とコメントした。
このナノ粒子の組み合わせにより、iSoldering は低侵襲手術に特に適したものになると研究者らは述べています。 これは、結合はんだが撹拌を必要とせず、浅い傷でも深い傷でも非常に高い空間分解能で温度差を測定できるためです。
提案された技術の数学的モデリングが完了した後、プロジェクトはチューリッヒ大学病院、米国のクリーブランドクリニック、プラハのカレル大学の外科医との協力を開始し、iSoldering の臨床応用の可能性の評価を開始しました。
EMPAの専門家らは、「研究チームは臨床検査で、膵臓や肝臓を含む臓器創傷の迅速かつ安定した生体適合性接着を達成することに成功した。iはんだ付けは、尿道などの困難な組織ブロックに直面しても優れたシール効果を実証した」と述べた。 、卵管または腸。」
研究チームはさらに論文の中で、縫合糸の位置が間違っているなどの一般的な問題に直面した場合に、iSolderingがロボット手術や腹腔鏡手術に使用できる大きな可能性があると指摘した。
現在、「iSoldering」オプションは当初レーザーの直接照射方法として構想されていましたが、チームはより穏やかで低強度の近赤外照射を使用することで同じ効果が達成できるかどうかを研究しています。 近赤外光はすでに広く認識されており、医療で使用されているため、これが実現すれば、臨床移行プロセスが大幅に簡素化されるでしょう。
EMPAのInge Herrmann氏は、「医学的に認められた赤外線を利用することができれば、追加のレーザー保護手段を必要とせずに、この革新的な溶接技術が従来の手術室に導入されることを期待している」とコメントした。
