El uso de láseres en lugar de bisturíes y sierras tiene muchos beneficios en la cirugía. Sin embargo, sólo se utilizan en casos aislados. Pero eso podría estar a punto de cambiar:los sistemas láser son cada vez más inteligentes y mejores, como lo demuestra un equipo de investigación de la Universidad de Basilea.
Ya en 1957, cuando Gordon Gould acuñó el término "láser" (abreviatura de "amplificación de la luz mediante emisión estimulada de radiación"), ya imaginaba las posibilidades de su uso en medicina. Los cirujanos podrían realizar incisiones precisas sin siquiera tocar al paciente.
Sin embargo, antes de que eso pudiera suceder, había (y todavía hay) muchos obstáculos que superar. Las fuentes de luz controladas manualmente han sido reemplazadas por sistemas mecánicos y controlados por computadora para reducir las lesiones causadas por un manejo torpe. El cambio de haces continuos a láseres pulsados, que se encienden y apagan rápidamente, ha reducido el calor que producen. Los avances técnicos permitieron que los láseres ingresaran al mundo de la oftalmología a principios de los años 1990. Desde entonces, la tecnología también ha avanzado en otras áreas de la medicina, pero sólo en relativamente pocas aplicaciones ha sustituido al bisturí y a la sierra para huesos.
Las preocupaciones por la seguridad son el obstáculo más importante:¿cómo podemos evitar lesiones en el tejido circundante? ¿Con qué precisión se puede controlar la profundidad de corte para que las capas más profundas de tejido no se dañen accidentalmente?
Investigadores de la Universidad de Basilea acaban de hacer una importante contribución al uso seguro y preciso de los láseres con su reciente publicación en la revista Lasers in Surgery and Medicine. . El equipo de investigación, dirigido por la Dra. Ferda Canbaz del Departamento de Ingeniería Biomédica de Basilea y el profesor Azhar Zam, ex miembro de la Universidad de Basilea pero ahora con base en la Universidad de Nueva York, ha desarrollado un sistema que combina tres funciones:corta hueso, controla la profundidad de corte y diferencia entre diferentes tejidos.
Estas tres funciones se llevan a cabo mediante tres láseres que están alineados para enfocar en el mismo lugar. El primer láser sirve como sensor de tejido porque escanea los alrededores del sitio donde se va a cortar el hueso.
Con este láser se envían pulsos a la superficie a intervalos regulares, por así decirlo, vaporizando un poquito de tejido cada vez. La composición de este tejido vaporizado se mide con un espectrómetro. Cada tipo de tejido tiene su propio espectro individual:su propia firma. Un algoritmo procesa estos datos y crea una especie de mapa que muestra dónde se encuentran los huesos y dónde están los tejidos blandos.
Hasta que no se haya completado todo esto, no se activa el segundo láser, que corta el hueso, y solo en los lugares donde se muestran huesos en lugar de tejido blando en el mapa que se acaba de generar. Al mismo tiempo, el tercer láser, un sistema óptico, mide la profundidad del corte y comprueba que el láser de corte no penetra más profundamente de lo previsto. Durante la fase de corte, el sensor de tejido también monitorea constantemente si se está cortando el tejido correcto.
"Lo especial de nuestro sistema es que se controla a sí mismo, sin intervención humana", afirma la física láser Ferda Canbaz.
Hasta ahora, los investigadores han estado probando su sistema en huesos de fémur y tejido de cerdos adquiridos de un carnicero local. Pudieron demostrar que su sistema funciona con una precisión de hasta fracciones de milímetro. La velocidad del láser combinado también se acerca a la de un procedimiento quirúrgico convencional.
El equipo de investigación está trabajando actualmente para hacer el sistema más pequeño. Ya lo han reducido al tamaño de una caja de cerillas combinando solo el sistema óptico y el láser de corte, tal y como informan en Optics Continuum . Una vez que hayan agregado el sensor de tejido y logrado miniaturizar aún más todo el sistema, deberían poder colocarlo en la punta de un endoscopio para realizar operaciones mínimamente invasivas.
"Hacer un mayor uso de los láseres en cirugía es una ambición valiosa por varias razones", afirma el Dr. Arsham Hamidi, autor principal del estudio. El corte sin contacto reduce en cierta medida el riesgo de infecciones, señala. "Las incisiones más pequeñas y precisas también significan que el tejido sana más rápidamente y que se reducen las cicatrices".
El corte controlado con láser también permite aplicar nuevas formas de corte, de modo que, por ejemplo, se pueda unir físicamente un implante óseo con el hueso existente. "Algún día podremos prescindir por completo del cemento óseo", añade Ferda Canbaz.
También hay otras áreas de la cirugía en las que este tipo de configuración combinada sería útil:podría permitir distinguir los tumores del tejido sano circundante con mayor precisión y luego cortarlos sin eliminar una cantidad innecesaria del tejido vecino. Una cosa es segura:la visión de Gordon Gould del láser como una herramienta médica versátil está cada vez más cerca.
Más información: Arsham Hamidi et al, Sistemas de retroalimentación multimodal para osteotomía láser inteligente:control de profundidad y diferenciación de tejidos, Láseres en cirugía y medicina (2023). DOI:10.1002/lsm.23732 Arsham Hamidi y otros,
Hacia una osteotomía láser miniaturizada guiada por OCT:integración del láser Er:YAG acoplado a fibra con OCT, Optics Continuum (2023). DOI:10.1364/OPTCON.497483
Información de la revista: Láseres en Cirugía y Medicina
Proporcionado por la Universidad de Basilea
