كيف يحقق الليزر فائق السرعة المعالجة الدقيقة للمعدات الطبية؟

أدى جائحة كوفيد-19 إلى زيادة كبيرة في الطلب على العلاج الطبي والأدوية والمستلزمات الطبية. ومن المرجح أن يستمر الطلب على الأقنعة، وخافضات الحرارة، وكواشف الكشف عن المستضدات، وأجهزة قياس الأكسجين، وأفلام التصوير المقطعي المحوسب، وغيرها من الأدوية والمعدات الطبية ذات الصلة. فالحياة لا تُقدر بثمن، والناس على استعداد لإنفاق المال بلا تحفظ على العلاج الطبي، مما أدى إلى نشوء سوق طبية تُقدر بمئات الملايين.

الليزر فائق السرعة يحقق معالجة دقيقة للأجهزة الطبية

يشير مصطلح الليزر فائق السرعة إلى ليزر نبضي يبلغ عرض نبضته 10⁻¹² أو أقل من مستوى بيكو ثانية. يتيح عرض النبضة الضيق للغاية وكثافة الطاقة العالية لليزر فائق السرعة حل مشاكل المعالجة التقليدية، مثل طرق المعالجة العالية والدقيقة والحادة والصعبة التي يصعب تحقيقها. تُستخدم الليزرات فائقة السرعة على نطاق واسع في المعالجة الدقيقة في الصناعات الطبية الحيوية والفضائية وغيرها.

تكمن مشكلة اللحام الطبي والليزر بشكل رئيسي في صعوبة لحام المواد المختلفة، واختلاف درجات الانصهار، ومعاملات التمدد، والتوصيل الحراري، والسعة الحرارية النوعية، وبنية المواد المختلفة. يتميز المنتج بحجمه الصغير، ومتطلباته العالية للدقة، ويتطلب رؤية مساعدة عالية التكبير.

تكمن مشكلة القطع الطبي بالليزر في سهولة تشوه المادة عند قطع المواد فائقة الرقة (التي يُشار إليها عادةً بسمك <0.2 مم)، وكبر مساحة تأثير الحرارة، وتفحيم الحواف بشكل كبير؛ ووجود نتوءات صغيرة، وفجوة قطع كبيرة، وانخفاض الدقة؛ كما أن نقطة الانصهار الحراري للمواد القابلة للتحلل الحيوي منخفضة وحساسة لدرجة الحرارة. كما أن قطع المواد الهشة عرضة للتشقق، وظهور شقوق دقيقة على السطح، ومشاكل الإجهاد المتبقي، مما يؤدي إلى انخفاض معدل إنتاج المنتجات النهائية.

في صناعة معالجة المواد، يُمكن لليزر فائق السرعة تحقيق دقة عالية ومنطقة صغيرة جدًا متأثرة بالحرارة، مما يجعله مفيدًا في معالجة بعض المواد الحساسة للحرارة، مثل القطع والحفر وإزالة المواد والطباعة الضوئية، وغيرها. كما أنه مناسب لمعالجة المواد الشفافة الهشة، والمواد فائقة الصلابة، والمعادن الثمينة، وغيرها. وفي بعض التطبيقات الطبية، مثل المشارط الدقيقة، والملاقط، والمرشحات الدقيقة المسام، يُمكن تحقيق قطع دقيق بالليزر فائق السرعة. كما يُمكن تطبيق تقنية قطع الزجاج بالليزر فائق السرعة على صفائح الزجاج، والعدسات، والزجاج الدقيق المسام المُستخدم في بعض الأدوات الطبية.

لا يُمكن الاستهانة بدور الأجهزة التدخلية والجراحية طفيفة التوغل في تسريع العلاج، وتقليل معاناة المرضى، وتعزيز الشفاء. ومع ذلك، تزداد صعوبة معالجة هذه الأدوات والأجزاء بالتقنيات التقليدية. فبالإضافة إلى صغر حجمها الذي يسمح بمرورها عبر الأنسجة الدقيقة كالأوعية الدموية البشرية، وإجراء عمليات جراحية معقدة، واستيفاء متطلبات السلامة والجودة، تتميز هذه الأجهزة بتركيبها المعقد، وجدارها الرقيق، وتكرار تثبيتها، ومتطلباتها العالية جدًا لجودة السطح، وارتفاع الطلب على الأتمتة. ومن الأمثلة الشائعة على ذلك دعامة القلب، التي تتميز بدقة معالجة عالية جدًا، وهي باهظة الثمن منذ فترة طويلة.

نظرًا لجدران أنابيب دعامات القلب الرقيقة للغاية، يُطبّق الليزر بشكل متزايد بدلًا من القطع الميكانيكي التقليدي. أصبح الليزر هو الأسلوب المُفضّل، إلا أن المعالجة التقليدية بالليزر من خلال الذوبان بالاستئصال قد تُسبب سلسلة من المشاكل، مثل النتوءات، وعدم تساوي عرض الأخاديد، وتآكل السطح بشكل كبير، وعدم تساوي عرض الأضلاع. لحسن الحظ، حسّن ظهور ليزري البيكو ثانية والفيمتو ثانية معالجة دعامات القلب بشكل كبير، وحقق نتائج ممتازة.

استخدام الليزر فائق السرعة في التجميل الطبي

يُسهم التكامل السلس بين تقنية الليزر والخدمات الطبية في دفع عجلة التقدم المستمر في صناعة الأجهزة الطبية. وقد استُخدمت تقنية الليزر فائق السرعة على نطاق واسع في المجالات التقنية المتطورة، مثل الأجهزة الطبية والخدمات الطبية والمستحضرات الصيدلانية الحيوية والأدوية، مما لعب دورًا محوريًا. علاوة على ذلك، يتزايد استخدام الليزر فائق السرعة بشكل مباشر في مجال الطب البشري لتحسين حياة المرضى. وفيما يتعلق بمجالات التطبيق، من المتوقع أن يُحدث الليزر فائق السرعة نقلة نوعية في مجال الطب الحيوي، بما في ذلك في مجالات مثل جراحة العيون، وعلاجات التجميل بالليزر، مثل تجديد البشرة، وإزالة الوشم، وإزالة الشعر.

لطالما استُخدمت تقنية الليزر على نطاق واسع في التجميل الطبي والجراحة. في الماضي، كانت تقنية ليزر الإكسيمر شائعة الاستخدام في جراحات العيون لعلاج قصر النظر، بينما كان ليزر ثاني أكسيد الكربون الجزئي يُفضّل لإزالة النمش. إلا أن ظهور الليزر فائق السرعة أحدث نقلة نوعية في هذا المجال. أصبحت جراحة ليزر الفيمتو ثانية الطريقة السائدة لعلاج قصر النظر، ضمن العديد من العمليات التصحيحية، وتتميز بمزايا عديدة مقارنةً بجراحة ليزر الإكسيمر التقليدية، بما في ذلك الدقة الجراحية العالية، والحد الأدنى من الانزعاج، والتأثيرات البصرية الممتازة بعد الجراحة.

بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم أشعة الليزر فائقة السرعة لإزالة التصبغات والشامات والوشوم، وتحسين مظهر البشرة، والحفاظ على نضارتها. وتُعدّ الآفاق المستقبلية لأشعة 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 على إمكانات هذه التقنية.

تتميز سلسلة CWUP من مبردات الليزر فائقة السرعة بدقة تحكم في درجة الحرارة تبلغ ±0.1 درجة مئوية، وقدرة تبريد تتراوح بين 800 و3200 واط. ويمكن استخدامها لتبريد الليزرات الطبية فائقة السرعة بقدرة تتراوح بين 10 و40 واط، وتحسين كفاءة المعدات، وإطالة عمرها، وتعزيز استخدام الليزرات فائقة السرعة في المجال الطبي.

خاتمة

إن تطبيق الليزر فائق السرعة في المجال الطبي بدأ للتو، ولديه إمكانات هائلة لمزيد من التطوير.