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切割骨头的新型激光可以取代手术室中的骨锯
通过调整激光的光束轮廓，科学家们在骨切割方面实现了前所未有的深度。
来源:ZME科学传统的骨科手术严重依赖锯、凿子和钻头等机械工具来切割骨头。虽然这些仪器很可靠，但它们会产生显着的摩擦和机械应力，可能会损坏周围组织并延长患者的康复时间。
为了寻求更温和的替代方案，医学工程师长期以来一直在探索激光技术。由于激光无需物理接触即可工作，因此可以消除机械压力并最大限度地降低骨微裂纹的风险。这种精度水平非常适合特殊手术，例如插入高度定制的 3D 打印关节植入物。
然而，事实证明，将激光应用于硬组织是很困难的。虽然手术激光可以有效切割软组织，但穿透致密骨仍然是一个重大挑战。
直到最近，激光截骨术只能实现最多 3 厘米的浅切口。对于全膝关节置换术等主要骨科手术来说，这个深度严重不足，因为全膝关节置换术需要大约 6 厘米深的平面切口。
压平光束
限制不仅仅是权力问题。 “增加激光束的能量并不是一个好的解决方案。这可能会烧焦骨头并对愈合过程产生负面影响，”巴塞尔大学的 Ferda Canbaz 博士解释道。
该团队没有转动表盘，而是改变了激光器的基本形状。传统的手术激光，例如 Er:YAG，在中心最强，向边缘减弱，就像标准手电筒一样。当这种不均匀的光束切入骨头时，会刻出一个 V 形的沟槽。
随着切割加深，V 形几何形状会导致光束失去焦点和能量密度。这就像一个光学漏斗，最终完全阻挡了光束的能量。
为了绕过这个障碍，研究人员将光束压平成均匀的“高帽”轮廓。这种重新设计的光束将其能量均匀地分布在整个宽度上，然后在边缘处急剧下降。
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