Ultrafast Mid-IR Laser Scalpel: Protein Signals of the Fundamental Limits to Minimally Invasive Surgery
Notice bibliographique
Résumé
Lasers have in principle the capability to cut at the level of a single cell, the fundamental limit to minimally invasive procedures and restructuring biological tissues. To date, this limit has not been achieved due to collateral damage on the macroscale that arises from thermal and shock wave induced collateral damage of surrounding tissue. Here, we report on a novel concept using a specifically designed Picosecond IR Laser (PIRL) that selectively energizes water molecules in the tissue to drive ablation or cutting process faster than thermal exchange of energy and shock wave propagation, without plasma formation or ionizing radiation effects. The targeted laser process imparts the least amount of energy in the remaining tissue without any of the deleterious photochemical or photothermal effects that accompanies other laser wavelengths and pulse parameters. Full thickness incisional and excisional wounds were generated in CD1 mice using the Picosecond IR Laser, a conventional surgical laser (DELight Er:YAG) or mechanical surgical tools. Transmission and scanning electron microscopy showed that the PIRL laser produced minimal tissue ablation with less damage of surrounding tissues than wounds formed using the other modalities. The width of scars formed by wounds made by the PIRL laser were half that of the scars produced using either a conventional surgical laser or a scalpel. Aniline blue staining showed higher levels of collagen in the early stage of the wounds produced using the PIRL laser, suggesting that these wounds mature faster. There were more viable cells extracted from skin using the PIRL laser, suggesting less cellular damage. β-catenin and TGF-β signalling, which are activated during the proliferative phase of wound healing, and whose level of activation correlates with the size of wounds was lower in wounds generated by the PIRL system. Wounds created with the PIRL systsem also showed a lower rate of cell proliferation. Direct comparison of wound healing responses to a conventional surgical laser, and standard mechanical instruments shows far less damage and near absence of scar formation by using PIRL laser. This new laser source appears to have achieved the long held promise of lasers in minimally invasive surgery.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».