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La nueva aproximación terapéutica del ultrasonido podía llevar a un cuchillo invisible para la cirugía no invasor

Una lente carbono-nanotube-revestida que la luz de convertidos al sonido puede enfocar ondas acústicas de alta presión a puntos más finos que siempre antes. Los investigadores de la ingeniería de la Universidad de Michigan que desarrollaron la nueva aproximación terapéutica del ultrasonido la dicen podrían llevar a un cuchillo invisible para la cirugía no invasor.

La tecnología de hoy del ultrasonido habilita lejos más que ojeadas en la matriz. Los doctores utilizan rutinario ondas acústicas enfocadas para volar piedras de riñón y tumores separados de la próstata, por ejemplo. Las herramientas funcionan sobre todo enfocando ondas acústicas apretado bastante para generar calor, dicen a Jay Guo, profesor de la ingeniería eléctrica e ingeniería de informática, industrial, y ciencia e ingeniería macromoleculares. Guo es co-autor de un documento sobre la nueva técnica publicada en la aplicación actual los partes científicos del gorrón de la naturaleza.

Los haces que la tecnología de hoy produce pueden ser poco manejables, dicen Baac ganado Hyoung, profesor investigador en la Facultad de Medicina de Harvard que trabajó en este proyecto como estudiante doctoral en el laboratorio de Guo.

“Una desventaja importante de la tecnología fuertemente enfocada del ultrasonido de la corriente es un sitio focal abultado, que está por orden de varios milímetros,” Baac dijo. “Algunos centímetros son típicos. Por lo tanto, puede ser difícil tratar objetos del tejido de una manera de alta precisión, para apuntar vasculatura delicada, capa de tejido fina y textura celular. Podemos aumentar la exactitud focal cien veces.”

Las personas podían concentrar ondas acústicas de la alto-amplitud a una mota apenas 75 por 400 micrómetros (un micrómetro es uno-milésimo de un milímetro). Su haz puede volar y cortar con la presión, bastante que calor. Guo especula que puede ser que pueda operar sin dolor porque su haz tan fino se enfoca le podría evitar fibras de nervio. El dispositivo no se ha probado en animales o seres humanos todavía, aunque.

“Creemos que esto se podría utilizar como cuchillo invisible para la cirugía no invasor,” Guo dijo. “Nada empuja en su carrocería, apenas el haz del ultrasonido. Y se enfoca tan apretado, usted puede romper las células individuales.”

Para lograr este haz extrafino, las personas de Guo tomaron una aproximación optoacústica que luz de convertidos de un laser pulsado a las ondas acústicas de la alto-amplitud a través de una lente especialmente diseñada. La técnica general ha estado alrededor desde el tiempo de Thomas Edison. Ha avance durante los siglos, pero para los usos médicos hoy, el proceso no genera normalmente una señal de sonido bastante fuerte para ser útil.

El sistema de los investigadores del U-M es único porque realiza tres funciones: convierte la luz al sonido, focos él a un sitio minúsculo y amplifica las ondas acústicas. Para lograr la amplificación, los investigadores recubrieron su lente con una capa de nanotubes del carbono y una capa de un material con la consistencia del caucho llamó el polydimethylsiloxane. La capa del nanotube del carbono absorbe la luz y genera calor de ella. Entonces la capa con la consistencia del caucho, que se despliega cuando está expuesta al calor, refuerza drástico la señal por la extensión térmica rápida.

Las ondas acústicas resultantes son una frecuencia 10.000 veces más alta que los seres humanos pueden oír. Trabajan en tejidos creando las ondas de choque y las microburbujas que ejercen la presión hacia el objetivo, que Guo preve podría ser tumores cacerígenos minúsculos, placas de arteria-obstrucción o células para entregar las drogas. La técnica pudo también tener usos en cirugía cosmética.

En experimentos, los investigadores demostraron la cirugía ultrasónica micra, destacando exacto a una única célula cancerosa ovárica y volando un orificio menos de 150 micrómetros en una piedra de riñón artificial en menos que un minuto.

“Éste es apenas el principio,” Guo dijo. “Este trabajo abre una manera de sondar las células o los tejidos en una escala mucho más pequeña.”