أعلن باحثون من قسم الهندسة الطبية الحيوية في جامعة بازل عن إنجاز علمي يتمثل في إجراء شقوق في العظام بعمق يقارب 4.5 سنتيمترات باستخدام نمط شعاع ليزر مختلف، وهو عمق أكبر من ما تحققه الأساليب التقليدية في تجارب على عظام الأبقار.
تعتمد التقنية على تغطية طرف الشعاع بنمط يوزّع الطاقة بشكل أكثر اتزاناً عبر سطح القطع، وهو ما أطلق عليه الفريق وصف “القبعة العلوية”، حيث ينتقل توزيع الطاقة بشكل موّحد على السطح قبل أن ينخفض نحو الحواف، ما يتيح قطعاً أنسجة العظم بكفاءة وسرعة أعلى.
جرى اختبار الليزر على عظام الأبقار التي جُهّزت بنظافة وتبريد بالهواء المضغوط والماء للحفاظ على القطع من التلف ورؤيته نظيفاً، وكشفت التجارب أن الليزر بنمط التوزيع الغاوسي المعتاد كان يحقق عمق قطع يقارب 2.6 سم، بينما وصل العمق مع النمط الجديد إلى نحو 4.4 سم.
التوزيع المتساوي للطاقة وتأثيره على الأداء
يوضح الفريق أن الوضع التقليدي للشعاع يكون أقوى في المركز ويخفف تدريجياً نحو الطرفين، مثل شعاع مصباح يدوي، أما الشكل الجديد فيغطي الطرف بشكل يمنح توزيعاً أكثر اتزاناً للطاقة عبر السطح قبل انخفاضها عند الحافة، وهو ما أدى إلى قطع أكثر كفاءة وسرعة وهو ما سماه الباحثون بـ”القبعة العلوية”.
تُبرز النتائج أيضاً أن الشفرة الليزرية ما زالت أبطأ من المنشار الميكانيكي، إذ تُزيل نحو 0.4 مليمتر مكعب في الثانية مقابل نحو 11 مليمتر مكعباً في الثانية للمنشار، أي أكثر من عشرين ضعفاً لصالح الشفرة الميكانيكية. ورغم ذلك، يقترب الليزر من تحقيق العمق المطلوب لأول مرة في ظل هذا النهج.
وأشار الباحث كانباز إلى أن الخطوات التالية تشمل تكييف النظام للوضع الأكثر تعقيداً في الجسم مع حماية الأنسجة المحيطة، إضافةً إلى تحسين عمق القطع وسرعته لاستفادة أكبر في التطبيقات السريرية.
أدوات مستخدمة بجراحات العظام
تُعد المناشير والإزميل والمثقاب أدوات أساسية في جراحات العظام، وفي المستقبل يمكن إضافة الليزر إلى هذه الأدوات خصوصاً في عمليات القطع الدقيقة غير الميكانيكية، وهو ما قد يقلل من مخاطر التشققات الدقيقة ويسهل إجراء قطع أكثر تخصصاً، بما في ذلك زرع المفاصل والغرسات المصممة خصيصاً والمطبوعة باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.
