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飞秒激光手术的神奇之处  

2011-11-27 10:23:40|  分类: 近视与手术治疗相 |  标签: |举报 |字号 订阅

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飞秒激光手术的神奇之处

神奇的飞秒激光:神经细胞之间的相互作用,至今仍然是未解之谜。对如此细微的对象来说,我们常见的手术刀显得太粗糙了。那么,假如我们拥有了能用于这种微观世界的微型手术刀,一切会怎样呢?   

       如今,梦想成真了!可以对单个细胞进行精细操作的工具出现了。借助这种工具,我们可以精确地去掉细胞的某个部分,同时又不会导致细胞死亡;借助这种工具,我们还可以解开细胞内复杂的动态分子网络的秘密。更为重要的是,这种微型手术刀使我们重新认识了细菌运动的机制,以及神经细胞自我修复的方式。这种神奇的微型手术刀就是飞秒激光。

       曾被视为神秘之光的激光用于手术治疗已经有几十年的历史,其中,最为常见的就是用于眼科手术中。但是,飞秒激光是一种更为奇特的技术。首先,它聚集的范围,只有普通激光的十分之一;其次,它可以直接作用到细胞内某一点,而不破坏表层及焦点周围的组织。最重要的特点还在于它是人类目前在实验条件下所能获得的最短脉冲,每次脉冲的持续时间非常短,只有10-100个飞秒,而1飞秒是1× 10^-15秒,也就是一千万亿分之一秒。 

  与此同时,飞秒激光具有非常高的瞬时功率。每次脉冲过后,大部分热量都会迅速消散,因此不会对周围组织造成损害。最后,目标物会彻底蒸发,只留下极少的灰烬。整个过程极其高效,几乎所有的能量都用于消融目标。 

  在20世纪90年代早期,哈佛大学物理学家埃里克?玛祖开始使用飞秒激光在玻璃内部打出极微小的洞,希望能用它来存储数据。2000年,玛祖和哈佛大学医学院细胞生物学家唐纳德?英格伯合作,开始将飞秒激光瞄向细胞内的目标。很快,他们就成功去掉了细胞内的一个线粒体。更令人惊讶的是,在去掉这个线粒体的时候,他们既没有使细胞膜破裂,也没有损坏其他线粒体或导致细胞死亡。 

       这是人类第一次在一个活的细胞上成功地做手术! 目前,大多数科学家所能使用的最精细的工具——显微手术中的针,即使用于最大的细胞,也显得太笨拙了,而且,很多细胞经过手术后都无法存活下来。此外,人们还可以用化学物质或基因突变的方法来消除细胞中的某些结构或功能,但这通常只能针对整个细胞,而且不易控制,效果也不够精确。 

       飞秒激光则不同,它可以聚集到100纳米到10微米的区域,这正是单细胞、细菌和单个组织的大小。现在,越来越多的科学家开始在生物学领域尝试这种神奇手术刀了。飞秒激光的几个最显著特点:
  1.飞秒激光是我们人类目前在实验条件下能够获得的最短脉冲,它的精确度是± 5 微米; 
  2.飞秒激光有非常高的瞬间功率,它的瞬间功率可达百万亿瓦,比目前全世界的发电总功率还要多出上百倍; 
  3.飞秒激光具有精确的靶向聚焦定位特点,能够聚焦到比头发的直径还要小的多的超细微空间区域; 
  4.物质在飞秒激光的作用下会产生非常奇特的现象,气态的物质、液态的物质、固态的物质瞬间都会变成等离子体; 
  5.用飞秒激光进行手术,没有热效应和冲击波,在整个光程中都不会有组织损伤。
LASIK(普及型)、超薄-LASIK(超薄型) Epi-Lasik比较有代表性的近视手术,也给很多近视患者代来福音。

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