Connect with us

Znanost

Nanotehnologija

Hoće li nas jednoga dana operirati nevidljivim zvučnim skalpelima?

Leća, koja obavijena ugljičnim nanocijevima pretvara svjetlost u zvuk, posjeduje mogućnost koncentriranja zvučnih valova visokoga pritiska u sitnije točke nego što je ikad prije bilo moguće. Znanstvenici sa Sveučilišta u Michiganu, koji su razvili novu ultrazvučnu terapijsku metodu, kažu kako bi rezultati ovoga istraživanja mogli dovesti do razvijanja nevidljivoga skalpela, koji bi se koristio u neinvazivnim kirurškim postupcima.

svjetlosna zraka

Današnja ultrazvučna tehnologija omogućava mnogo više od kratkih pogleda u utrobu majke. Liječnici rutinski koriste koncentrirane zvučne valove kako bi, primjerice, razbili kamenac ili rak prostate. Osnovni princip rada tih instrumenata jest koncentriranje zvučnih valova u snop dovoljno gusto da se generira toplina, objašnjava Jay Guo, profesor elektrotehnike i računalnih znanosti, strojarstva i makromolekularnih znanosti. Guo je suautor članka koji se bavi ovim novim tehnikama, a objavljen je u Scientific Reportsu, časopisu kojega izdaje Nature.

Snopovi koje današnja tehnologija može proizvesti nespretni su za korištenje, kaže Hyoung Won Baac, znanstvenik pri Medicinskoj školi na Harvardu, koji je radio na projektu u sklopu doktorskoga studija.

“Ogromna prepreka za današnju tehnologiju koncentriranja ultrazvuka velika je žarišna točka, koja je u redu veličine od nekoliko milimetara”, kaže Baac. “Nekoliko centimetara je tipično; stoga može biti teško jako precizno liječiti tkivo, ciljati sitne krvne žile, tanko tkivo i stanične teksture. Žarišnu preciznost trenutno možemo poboljšati za stotinjak puta.”

Znanstveni tim uspio je koncentrirati zvučne valove velikih amplituda na mrljicu dimenzija 75 x 400 mikrometara (mikrometar je tisućiti dio milimetra). Taj njihov snop zvuka može rezati pritiskom, a ne toplinom. Guo misli kako je time moguće bezbolno operirati jer je zraka tako fino fokusirana da može izbjeći živčano tkivo. Ipak, ova tehnologija još nije isprobana na životinjama ili ljudima.

“Vjerujemo kako bi se ovo otkriće moglo iskoristiti kao nevidljiv nož za neinvazivne operacije”, kaže Guo. “Ništa ne ulazi u vaše tijelo, samo ultrazvučni snop, a on je tako gusto koncentriran da može utjecati na pojedinu stanicu.”

Kako bi dobio tako fini snop, Guoov je tim koristio optoakustički pristup koji pretvara svjetlo iz pulsnoga lasera u zvučne valove velikih amplituda pomoću posebno napravljene leće. Opća ideja za ovu tehniku postoji još od vremena Thomasa Edisona. Tijekom stoljeća tehnologija je unaprijeđena, ali ne može generirati zvučni signal dovoljne jačine da zadovolji željene medicinske potrebe.

Znanstvenici Sveučilišta u Michiganu razvili su sustav koji je jedinstven jer obavlja tri funkcije: pretvara svjetlo u zvuk, koncentrira ga u jednu točku i pojačava zvučne valove. Kako bi se postigao efekt pojačala, znanstvenici su na leću stavili sloj ugljičnih nanocijevi i sloj gumenoga materijala koji se zove polidimetilsiloksan. Sloj ugljičnih nanocijevi upija svijetlo i generira toplinu uzrokovanu njime. Tada gumeni sloj, koji se širi izložen toplini, drastično pojača signal brzim termalnim širenjem.

Dobiveni zvučni valovi imaju 10 tisuća puta više frekvencije od onih koje ljudi mogu čuti. Utječu na tkivo stvarajući udarne valove i mikromjehuriće koji vrše pritisak prema cilju tretmana, za koji Guo smatra da može biti mali tumor, plak u arterijama ili pojedinačne stanice. Ova se tehnika može koristiti i u estetskoj kirurgiji.

Znanstvenici su u eksperimentima demonstrirali ultrazvučnu operaciju odvajajući jednu stanicu raka jajnika i radeći rupu manju od 150 mikrometara u umjetnom bubrežnom kamencu za manje od jedne minute.

“Ovo je samo početak”, kaže Guo. “Ovaj rad otvara vrata ispitivanja stanica ili tkiva u puno manjemu razmjeru.”

 Izvor: University of Michigan

Nastavi čitati

Kao magistar informacijske znanosti, iz profesionalnih razloga posebno prati razvoj kako gospodarskih i znanstvenih prilika u zemlji i svijetu, tako i općih kulturnih i drugih događanja poput razvoja tehnologije i njezinog utjecaja na društvo.

8 komentara

8 Comments

  1. Damir Kadić

    siječanj 22, 2013 kod 2:58 pm

    Naravno da hoće…

  2. Luka Zlatarek

    siječanj 22, 2013 kod 3:03 pm

    sve vibrira na određenoj frekvenciji 🙂

  3. Helena Trojanska

    siječanj 22, 2013 kod 3:16 pm

    napredujemo sa spoznajama…al da znamo sve, onda operacije nebi bile potrebne…

  4. Darko Špoljar

    siječanj 22, 2013 kod 3:41 pm

    neće nas operirati, ubijaće nas time

  5. Aleksandar Marković

    siječanj 22, 2013 kod 3:56 pm

    a šta već ne operiraju tako?

  6. Hrvoje Čanić

    siječanj 22, 2013 kod 4:11 pm

    super je kako članci manipuliraju ljudima. Darko se već usro

  7. Matea Jaram

    siječanj 22, 2013 kod 4:45 pm

    Na istoku postoji I klinika, zar ne?

  8. Alen Štimac

    siječanj 22, 2013 kod 5:31 pm

    I bez pitanja?

Ostavi komentar

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Više u Nanotehnologija

Popularno

Advertisement

Pratite nas na Fejsu

Na Vrh