كيف يحقق الليزر فائق السرعة المعالجة الدقيقة للمعدات الطبية؟

أدت جائحة كوفيد-19 إلى ارتفاع حاد في الطلب على العلاج الطبي والأدوية والمستلزمات الطبية. ومن المرجح أن يستمر الطلب على الكمامات، وخافضات الحرارة، وكواشف الكشف عن المستضدات، وأجهزة قياس الأكسجين في الدم، وأفلام التصوير المقطعي المحوسب، وغيرها من الأدوية والمعدات الطبية ذات الصلة. فالحياة لا تُقدر بثمن، والناس على استعداد لإنفاق أموالهم بسخاء على العلاج الطبي، مما أدى إلى خلق سوق طبية تُقدر قيمتها بمئات الملايين.

الليزر فائق السرعة يحقق معالجة دقيقة للأجهزة الطبية

يشير مصطلح الليزر فائق السرعة إلى ليزر نبضي يبلغ عرض نبضته الخارجة 10⁻¹² أو أقل من مستوى البيكوثانية. يُتيح عرض النبضة الضيق للغاية وكثافة الطاقة العالية لليزر فائق السرعة إمكانية التغلب على معوقات المعالجة التقليدية، مثل طرق المعالجة الدقيقة والحساسة والمعقدة التي يصعب تحقيقها. تُستخدم الليزرات فائقة السرعة على نطاق واسع في المعالجة الدقيقة في مجالات الطب الحيوي والفضاء وغيرها من الصناعات.

تكمن المشكلة الرئيسية في اللحام الطبي بالليزر في صعوبة لحام المواد المختلفة، واختلاف درجات انصهارها، ومعاملات تمددها، وموصلية حرارتها، وسعتها الحرارية النوعية، وبنيتها المادية. يتميز هذا المنتج بصغر حجمه ودقته العالية، ويتطلب استخدام رؤية مكبرة.

تكمن المشكلة الرئيسية في القطع الطبي بالليزر في سهولة تشوه المواد فائقة الرقة (التي يقل سمكها عادةً عن 0.2 مم)، واتساع منطقة التأثير الحراري، وتفحم الحواف بشكل كبير؛ بالإضافة إلى ظهور نتوءات وفجوة قطع كبيرة وانخفاض الدقة. كما أن درجة انصهار المواد القابلة للتحلل الحيوي منخفضة وحساسة لدرجة الحرارة. ويكون قطع المواد الهشة عرضةً للتشقق، وظهور تشققات دقيقة على السطح، ومشاكل الإجهاد المتبقي، مما يؤدي إلى انخفاض معدل إنتاجية المنتجات النهائية.

في صناعة معالجة المواد، يُمكن لليزر فائق السرعة تحقيق دقة عالية ومنطقة تأثر حراري صغيرة للغاية، مما يجعله مثاليًا لمعالجة بعض المواد الحساسة للحرارة، مثل القطع والحفر وإزالة المواد والطباعة الضوئية وغيرها. كما أنه مناسب لمعالجة المواد الشفافة الهشة، والمواد فائقة الصلابة، والمعادن النفيسة، وغيرها. وفي بعض التطبيقات الطبية، مثل المشارط الدقيقة والملاقط والمرشحات المسامية الدقيقة، يُمكن تحقيق دقة قطع فائقة باستخدام الليزر فائق السرعة. كما يُمكن تطبيق تقنية قطع الزجاج بالليزر فائق السرعة على ألواح الزجاج والعدسات والزجاج المسامي الدقيق المستخدم في بعض الأدوات الطبية.

لا يُمكن التقليل من أهمية دور الأجهزة التدخلية والطفيفة التوغل في تسريع العلاج، وتخفيف معاناة المرضى، وتعزيز الشفاء. مع ذلك، بات من الصعب بشكل متزايد معالجة هذه الأدوات وأجزائها بالتقنيات التقليدية. فبالإضافة إلى صغر حجمها الذي يسمح لها بالمرور عبر الأنسجة الحساسة كالأوعية الدموية، وإجراء عمليات معقدة، وتلبية متطلبات السلامة والجودة، تتسم هذه الأجهزة بخصائص مشتركة، منها التركيب المعقد، والجدار الرقيق، والتثبيت المتكرر، والمتطلبات العالية للغاية لجودة السطح، والحاجة الماسة إلى الأتمتة. ومن الأمثلة النموذجية على ذلك دعامة القلب، التي تتطلب دقة تصنيع فائقة، وكانت باهظة الثمن لفترة طويلة.

نظراً لرقة جدران أنابيب دعامات القلب، يتزايد استخدام المعالجة بالليزر كبديل للقطع الميكانيكي التقليدي. وقد أصبحت المعالجة بالليزر الطريقة المفضلة، إلا أن المعالجة التقليدية بالليزر عبر الصهر بالاستئصال قد تؤدي إلى سلسلة من المشاكل، مثل النتوءات، وعدم انتظام عرض الأخاديد، وتآكل السطح بشكل كبير، وعدم انتظام عرض الأضلاع. ولحسن الحظ، فقد ساهم ظهور ليزر البيكوثانية والفيمتوثانية في تحسين معالجة دعامات القلب بشكل كبير، وحقق نتائج ممتازة.

تطبيق الليزر فائق السرعة في مجال التجميل الطبي

يُسهم التكامل السلس بين تقنية الليزر والخدمات الطبية في دفع عجلة التطور المستمر في صناعة الأجهزة الطبية. وقد استُخدمت تقنية الليزر فائق السرعة على نطاق واسع في مجالات تقنية متطورة كالأجهزة الطبية والخدمات الطبية والمستحضرات الصيدلانية الحيوية والأدوية، حيث لعبت دورًا محوريًا. علاوة على ذلك، يتزايد استخدام الليزر فائق السرعة مباشرةً في مجال الطب البشري لتحسين حياة المرضى. وفيما يتعلق بمجالات التطبيق، من المتوقع أن يتبوأ الليزر فائق السرعة مكانة رائدة في الطب الحيوي، بما في ذلك مجالات مثل جراحة العيون، وعلاجات التجميل بالليزر كتجديد البشرة، وإزالة الوشم، وإزالة الشعر.

تُستخدم تقنية الليزر على نطاق واسع في مجال التجميل الطبي والجراحة منذ زمن طويل. في الماضي، كانت تقنية ليزر الإكسيمر شائعة الاستخدام في جراحة قصر النظر، بينما كان ليزر ثاني أكسيد الكربون الجزئي مفضلاً لإزالة النمش. إلا أن ظهور الليزر فائق السرعة أحدث نقلة نوعية في هذا المجال. فقد أصبحت جراحة ليزر الفيمتو ثانية الطريقة الرئيسية لعلاج قصر النظر من بين العديد من العمليات التصحيحية، وتوفر مزايا عديدة مقارنةً بجراحة ليزر الإكسيمر التقليدية، بما في ذلك دقة جراحية عالية، وأقل قدر من الانزعاج، ونتائج بصرية ممتازة بعد العملية.

بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم أشعة الليزر فائقة السرعة لإزالة الصبغات والشامات الطبيعية والوشوم، وتحسين مظهر البشرة المتقدمة في السن، والحفاظ على نضارتها. وتُعدّ آفاق استخدام أشعة الليزر فائقة السرعة في المجال الطبي واعدة، لا سيما في الجراحة السريرية والجراحة طفيفة التوغل. ويُعدّ استخدام سكاكين الليزر في الإزالة الدقيقة للخلايا والأنسجة الميتة والضارة التي يصعب إزالتها يدويًا بالسكين مثالًا واحدًا فقط على إمكانيات هذه التقنية.

TEYU مبرد ليزر فائق السرعة تتميز سلسلة CWUP بدقة تحكم في درجة الحرارة تبلغ ±0.1 درجة مئوية وقدرة تبريد تتراوح بين 800 و3200 واط. ويمكن استخدامها لتبريد أجهزة الليزر الطبية فائقة السرعة بقدرة 10 إلى 40 واط، مما يحسن كفاءة الأجهزة ويطيل عمرها ويعزز استخدامها في المجال الطبي.

خاتمة

إن تطبيق الليزر فائق السرعة في المجال الطبي لا يزال في بداياته، ولديه إمكانات هائلة لمزيد من التطوير.