Острие звука: Ультразвуковой скальпель
Сфокусированный ультразвук довольно широко применяется для неинвазивного вмешательства при различных заболеваниях, однако основная проблема данной технологии — сравнительно обширное фокусное пятно (диаметром порядка нескольких миллиметров). Поэтому высокоточные манипуляции, объектами которых могут служить мелкие кровеносные сосуды или клеточные структуры, для этого метода недоступны.
Однако исследователи из Мичиганского университета нашли способ стократно уменьшить размер фокусного пятна, сосредоточив ультразвуковые волны в области размерами 75 на 400 микрометров.
В основу технологии лег оптико-акустический эффект, известный со времен Томаса Эдисона. Он заключается в появлении звуковых волн в замкнутом объеме газа при облучении его модулированным потоком света. Используя специально сконструированную линзу, исследователи смогли преобразовать излучение импульсного лазера в ультразвуковые волны, сфокусировать их на крошечном пятне и усилить. Для увеличения амплитуды колебаний линза была покрыта слоем углеродных нанотрубок и слоем полидиметилсилоксана. Углеродные нанотрубки эффективно поглощают тепло, а эластичный полимер, имеющий свойство менять объем в зависимости от температуры, значительно усиливает сигнал за счет быстрого расширения.
Исследователи продемонстрировали эффективность инструмента, отделив от окружающих тканей яичника одну раковую клетку и проделав менее чем за минуту отверстие диаметром 150 мкм в материале, имитирующем почечный камень.
По пресс-релизу University of Michigan