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激光切骨头?
发布时间:2026-03-02
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家用激光机能切钢板吗?好像不能,只能刻字。
激光切割因精准、无需接触而被视为外科手术的理想工具,但在骨骼等硬组织中,长期存在切割速度慢、深度不足的问题。如今,瑞士巴塞尔大学研究团队开发出一种新型的“平顶”手术激光,使骨组织切割比以往更深、更快,为激光在骨科手术中的应用提供了更多场景。相关成果发表在最新一期《科学报告》杂志上。
  限制激光切割深度的关键在于光束内部能量分布不均。传统高斯光束在中心最强,向边缘逐渐减弱,类似手电筒光束。在切割加深时,切口侧壁会吸收大量能量,导致切口底部能量不足,从而限制切割深度。

  为解决这一问题,研究人员设计了“平顶”激光束:光束中心能量均匀分布,边缘迅速下降,使激光能量在切割区域分布更加均匀,提高深层切割效率。能量分布更均匀,激光切割效率更高、速度更快。
  科学家在牛骨样本上对比了两种光束,并使用压缩空气和水冷却防止热损伤。结果显示,传统高斯光束切割深度约2.6厘米,而“平顶”激光束可达4.4厘米,接近4.5厘米的理想深度。这种设计使激光在更深位置仍保持高效率。
  尽管切割深度取得进展,激光速度仍低于机械工具。目前“激光刀片”每秒只能去除约0.4立方毫米骨组织,而机械锯可达11立方毫米,但此次突破首次让激光切割深度接近临床需求。
激光切割不施加机械压力,可降低微裂纹风险,实现极其精细的切割操作。
未来,此技术有望与定制化3D打印关节假体配合使用,为复杂骨科手术提供更精准的解决方案。(改编自科技日报)