Острие звука: Ультразвуковой скальпель

Сверхтонкий ультразвуковой скальпель может стать высокоточным инструментом неинвазивной хирургии.
Острие звука: Ультразвуковой скальпель

Сфокусированный ультразвук довольно широко применяется для неинвазивного вмешательства при различных заболеваниях, однако основная проблема данной технологии — сравнительно обширное фокусное пятно (диаметром порядка нескольких миллиметров). Поэтому высокоточные манипуляции, объектами которых могут служить мелкие кровеносные сосуды или клеточные структуры, для этого метода недоступны.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Однако исследователи из Мичиганского университета нашли способ стократно уменьшить размер фокусного пятна, сосредоточив ультразвуковые волны в области размерами 75 на 400 микрометров.

В основу технологии лег оптико-акустический эффект, известный со времен Томаса Эдисона. Он заключается в появлении звуковых волн в замкнутом объеме газа при облучении его модулированным потоком света. Используя специально сконструированную линзу, исследователи смогли преобразовать излучение импульсного лазера в ультразвуковые волны, сфокусировать их на крошечном пятне и усилить. Для увеличения амплитуды колебаний линза была покрыта слоем углеродных нанотрубок и слоем полидиметилсилоксана. Углеродные нанотрубки эффективно поглощают тепло, а эластичный полимер, имеющий свойство менять объем в зависимости от температуры, значительно усиливает сигнал за счет быстрого расширения.

Исследователи продемонстрировали эффективность инструмента, отделив от окружающих тканей яичника одну раковую клетку и проделав менее чем за минуту отверстие диаметром 150 мкм в материале, имитирующем почечный камень.