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Chirurgia endoscopica con laser direzionabili

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L'applicazione di una fonte di energia, come un laser, per tagliare o cauterizzare i tessuti è già ampiamente utilizzata negli interventi esterni, come la chirurgia laser dell'occhio, ma è difficile utilizzare questa tecnologia in modo sicuro e preciso durante le procedure interne minimamente invasive. L'attuale tecnologia endoscopica non permette ai laser di essere guidati e manipolati con sufficiente precisione.

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Ora i ricercatori dell'Harvard Wyss Institute hanno sviluppato una nuova tecnica per dirigere accuratamente un raggio laser all'estremità di un endoscopio per la chirurgia laser minimamente invasiva. L'approccio si basa su tre piccoli specchi che si muovono all'interno di un minuscolo cilindro per dirigere accuratamente il percorso del laser all'interno di una gamma significativa di movimento. L'intero dispositivo risiede all'interno del canale di lavoro di un endoscopio, permettendo al chirurgo di controllare con precisione il movimento del laser all'interno del corpo.

"Per consentire la chirurgia laser minimamente invasiva all'interno del corpo, abbiamo ideato un approccio microrobotico che ci permette di dirigere con precisione un raggio laser in piccoli siti bersaglio in schemi complessi all'interno di un'area anatomica di interesse", ha detto Peter York, un ricercatore coinvolto nello studio. "Con la sua vasta gamma di articolazioni, l'ingombro minimo e l'azione veloce e precisa, questo end-effector a guida laser ha un grande potenziale per migliorare le capacità chirurgiche semplicemente aggiungendolo ai dispositivi endoscopici esistenti in modo plug-and-play"

Il sistema utilizza una serie di piccoli specchi che possono essere articolati per controllare il percorso del laser attraverso il dispositivo, che entra attraverso una fibra ottica. La sfida principale è stata quella di creare un meccanismo di lavoro all'interno di uno spazio così piccolo - il cilindro usato per ospitare i componenti ha approssimativamente il diametro di una cannuccia.

"Abbiamo scoperto che per dirigere e reindirizzare il raggio laser, una configurazione di tre piccoli specchi che possono ruotare rapidamente l'uno rispetto all'altro in un piccolo design 'galvanometro' ha fornito uno sweet spot per il nostro sforzo di miniaturizzazione", ha detto Rut Peña, un altro ricercatore coinvolto nel progetto. "Per arrivarci, abbiamo sfruttato i metodi del nostro arsenale di microfabbricazione in cui i componenti modulari sono laminati in modo graduale su una sovrastruttura su scala millimetrica - un processo di fabbricazione molto efficace quando si tratta di iterare rapidamente i progetti alla ricerca di un optimum, e fornire una strategia robusta per la produzione di massa di un prodotto di successo"