Медицинская Техника / Медицинская техника №6, 2015 / с. 14-17

Лазерная система с адаптивной термостабилизцией для сваривания биологических тканей

А.Ю. Герасименко, Л.П. Ичкитидзе, А.А. Павлов, Е.С. Пьянков, Д.И. Рябкин, М.С. Савельев, С.В. Селищев, И.Б. Римшан, Н.Н. Журбина, В.М. Подгаецкий

Аннотация

Разработано устройство для лазерного сваривания биоткани. Основными частями устройства являются система наведения луча лазера на место сваривания ткани и адаптивная система термостабилизации этого места. Исследованы свойства состава лазерного припоя на основе водно-альбуминовой дисперсии однослойных углеродных нанотрубок (ОУНТ) с помощью сканирующей электронной микроскопии. На поверхности сварного шва обнаружены трещинообразные полости толщиной до 10 мкм и длиной до 150 мкм. Внутри полостей видны жгуты из ОУНТ диаметром не более 50 нм, которыми сварной нанокомпозит может прикрепляться к биоткани при ее коагуляции, укрепляя края раны. Получены данные о температуре сварного шва, поддерживаемой в процессе лазерного сваривания, времени облучения и соответствующие им значения прочности шва на разрыв. Оптимальная температура шва при его максимальной прочности была равна 50...55 °C. Такие температура и площадь воздействия точечной лазерной сварки позволяли избегать термического некроза здоровых участков биоткани и, предположительно, получать сцепляющую конструкцию сварочного нанокомпозита.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Александр Юрьевич Герасименко, канд. физ.-мат. наук, ст. научный сотрудник,
Леван Павлович Ичкитидзе, канд. физ.-мат. наук, ст. научный сотрудник, Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Зеленоград, г. Москва,
Александр Александрович Павлов, канд. тех. наук, начальник отдела, Институт нанотехнологий микроэлектроники РАН, г. Москва,
Евгений Сергеевич Пьянков, канд. техн. наук, ведущий инженер,
Дмитрий Игоревич Рябкин, аспирант, инженер,
Михаил Сергеевич Савельев, аспирант, ведущий инженер,
Сергей Васильевич Селищев, д-р физ.-мат. наук, профессор, зав. кафедрой биомедицинских систем,
Ирина Борисовна Римшан, инженер,
Наталья Николаевна Журбина, инженер,
Виталий Маркович Подгаецкий, д-р физ.-мат. наук, гл. научный сотрудник, Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Зеленоград, г. Москва,
e-mail: gerasimenko@bms.zone

Список литературы

1. Sriramoju V., Savage H., Katz A., Muthukattil R., Alfano R. Management of heat in laser tissue welding using NIR cover window material // Lasers in Surgery and Medicine. 2011. Vol. 43. № 10. PР. 991-997.
2. Rohanizadeh R., Kokabi N. Heat denatured/aggregated albumin- based biomaterial: Effects of preparation parameters on biodegradability and mechanical properties // Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 2009. Vol. 20. № 12. PР. 2413-2418.
3. Bleustein C.B., Walker C.N., Felsen D., Poppas D.P. Semi-solid albumin solder improved mechanical properties for laser tissue welding // Lasers in Surgery and Medicine. 2000. Vol. 27. № 2. РР. 140-146.
4. Ичкитидзе Л.П., Комлев И.В., Подгаецкий В.М., Пономарева О.В., Селищев С.В., Хролова О.Р. Способ лазерной сварки биологических тканей / Патент РФ № 2425700. 11.01.2010.
5. Gerasimenko A.Yu., Gubarkov O.V., Ichkitidze L.P., Podgaetsky V.M., Selishchev S.V., Ponomareva O.V. Nanocomposite solder for laser welding of biological tissues // Semiconductors. 2011. Vol. 45. № 13. PР. 93-98.
6. Подгаецкий В.М., Савранский В.В., Симунин М.М., Кононов М.А. Получение объемных нанокомпозиций на основе водного раствора альбумина под действием лазерного излучения // Квантовая электроника. 2007. Т. 37. № 9. С. 801-803.
7. Gerasimenko A.Yu., Dedkova A.A., Ichkitidze L.P., Podgaetsky V.M., Selishchev S.V. A study of preparation techniques and properties of bulk nanocomposites based on aqueous albumin dispersion // Optics and Spectroscopy. 2013. Vol. 115. № 2. PР. 283289.
8. Zanello L.P., Zhao B., Hu H., Haddon R.C. Bone Cell Proliferation on Carbon Nanotubes // Nano Letters. 2006. Vol. 6. № 3. PР. 562-567.