La profundidad de penetración con esta longitud de onda es del orden de varias micras, comparable pues con el tamaño de la célula y, por lo tanto, cercana al valor óptimo que ningún otro láser de última generación es capaz de conseguir.

Científicos desarrollan un láser específico para la neurocirugía mínimamente invasiva

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Aunque las operaciones médicas se hayan convertido en algo muy habitual, la delicadeza de los procedimientos médicos que implica la cirugía del cerebro y la médula espinal obliga a médicos y pacientes a considerar otras alternativas.

Ahora un equipo de investigadores europeos podría hacer que esta situación cambiara, al haber desarrollado un láser específico para la neurocirugía mínimamente invasiva.

El logro es el resultado de un proyecto de enfoque interdisciplinario financiado por la Unión Europea que ha contado con la participación de socios de siete países europeos con vistas a la creación de un sistema láser de estado sólido de sobremesa capaz de cortar el tejido cerebral con una precisión sin precedentes.

El proyecto Mirsurg («Sistemas láser de estado sólido de infrarrojos medios para la cirugía mínimamente invasiva») recibió una financiación cercana a los 2,8 millones de euros procedente del tema «Tecnologías de la información y la comunicación» (TIC) del Séptimo Programa Marco (7PM) de la Unión Europea.

La fuente de inspiración del proyecto se remonta a 1999, año en que un grupo de científicos de la Universidad de Vanderbilt (Estados Unidos) consiguió eliminar un tumor localizado en el cerebro de un paciente gracias a un láser de electrones libres que emitía en una longitud de onda de 6,45 micras.

La longitud de onda es un parámetro importante a tener en cuenta, pues tras una serie de experimentos iniciales con diferentes tejidos blandos, los investigadores habían considerado que esta longitud de onda de la región espectral del infrarrojo medio era la más adecuada para tales operaciones quirúrgicas. Pese a ello, aún no se había logrado transferir dicho conocimiento tecnológico a las salas de operaciones por una cuestión de volumen del equipo necesario: los láseres de electrones libres (FEL), por ejemplo, son enormes y las instalaciones basadas en aceleradores resultan costosas y, por lo general, inadecuadas para su uso rutinario en condiciones clínicas.

En este contexto, en 2008, inició su andadura el proyecto Mirsurg con el objetivo de desarrollar una fuente de láser que emitiera en una longitud de onda cercana a las 6,45 micras (æm) capaz de ofrecer un pulso único de alta energía y potencia media que permitiera practicar la neurocirugía mínimamente invasiva.

Los socios del proyecto pensaban que con un logro de estas características se subsanaría la falta de láseres de estado sólido bombeados por diodos (láser DPSS) en el rango espectral del infrarrojo medio de alrededor de 6,45 micras.

«Hasta ahora no había láseres de estado sólido compactos y fiables que emitieran en el punto deseado de longitud de onda del infrarrojo medio», afirmó el Dr. Valentin Petrov del Instituto Max Born de Óptica No Lineal y Espectroscopia de pulso corto (MBI) y coordinador del proyecto.

En una reunión reciente celebrada en Saint-Louis (Francia), el equipo de Mirsurg presentó un prototipo bastante compacto, totalmente de estado sólido y que cabe en un tablero. Para generar la longitud de onda óptica deseada de 6,45 micras, los investigadores recurrieron a una conversión de frecuencia, gracias a la cual un rayo láser con una longitud de onda de alrededor de 2,0 micras se convierte en un infrarrojo medio utilizando cristales ópticos no lineales.

El nuevo láser emite pulsos cortos de exactamente 6,45 micras con una tasa de repetición de 100 a 200 Hz, lo que garantiza que la potencia media obtenida sea superior a 1,0 vatios. La importante reducción de los daños colaterales al emplear esta longitud de onda se debe a la combinación de la absorción de agua y el calentamiento por láser resonante de los componentes no acuosos (proteínas). La profundidad de penetración con esta longitud de onda es del orden de varias micras, comparable pues con el tamaño de la célula y, por lo tanto, cercana al valor óptimo que ningún otro láser de última generación es capaz de conseguir.

Los socios de Mirsurg planean seguir optimizando el nuevo láser de sobremesa, evaluar sus capacidades de ablación de tejidos y, posiblemente ya en el marco de un nuevo proyecto, hacer demostraciones auténticas de cirugía láser de estado sólido a 6,45 micras. «Espero que en un futuro próximo un láser de estas características llegue a convertirse en una práctica herramienta quirúrgica en todas las salas de operaciones especializadas», concluyó el Dr. Petrov.

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