Láser quirúrgico rediseñado corta hueso más profundo y más rápido que antes

Aunque se utilizan ampliamente en tejidos blandos, su aplicación en tejidos duros como el hueso ha sido limitada. Los sistemas láser tradicionales solo pueden cortar entre 2 y 3 centímetros de profundidad, lo cual resulta insuficiente para muchos procedimientos ortopédicos, incluida la colocación de implantes articulares. Ahora, investigadores han demostrado un método que permite un corte óseo significativamente más profundo y rápido mediante un perfil de haz láser modificado.

El avance fue logrado por investigadores de la Universidad de Basilea (Suiza), quienes modificaron el perfil de distribución de energía del haz en lugar de aumentar la energía del láser, lo cual podría carbonizar el hueso y dificultar la cicatrización. Los láseres quirúrgicos convencionales utilizan un perfil de haz gaussiano, donde la intensidad es mayor en el centro y se debilita gradualmente hacia los bordes.

Los investigadores desarrollaron un perfil de "sombrero de copa", que distribuye la energía de forma más uniforme por la superficie del haz antes de caer bruscamente en los bordes. Este perfil rediseñado mejora la eficiencia de corte al reducir la pérdida de energía en las paredes de la incisión. El equipo probó ambos perfiles láser en muestras de hueso bovino mientras enfriaba el tejido con aire comprimido y agua para evitar daños térmicos. El haz gaussiano alcanzó una profundidad de corte de aproximadamente 2,6 centímetros, mientras que el haz de "sombrero de copa" alcanzó entre 4,4 y 4,5 centímetros.

El estudio, publicado en Scientific Reports, demostró que la distribución uniforme de la energía evitó una absorción excesiva a lo largo de las paredes cortadas, permitiendo que la energía suficiente alcanzara la base de la incisión. Sin embargo, la velocidad de corte sigue siendo una limitación: el láser eliminó aproximadamente 0,4 milímetros cúbicos por segundo, en comparación con los 11 milímetros cúbicos por segundo de una sierra mecánica.

Aunque sigue siendo más lento que las herramientas quirúrgicas tradicionales, el láser mejorado alcanza profundidades de corte clínicamente relevantes para aplicaciones ortopédicas. Su capacidad para realizar cortes precisos sin presión mecánica podría mejorar procedimientos como la colocación de implantes personalizados impresos en 3D. Los trabajos futuros se centrarán en aumentar la velocidad de corte y adaptar el sistema para su uso en el cuerpo humano, donde la protección de los tejidos circundantes será crucial.

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Universidad de Basilea