Laser Welding of Porcine Skeletal Muscle Tissue Using Near Infra-red Irradiation with Gold Nanorod Biosolders
Notice bibliographique
Résumé
Laser tissue welding is an efficient and quick technique used to join tissues for wound repair in the event of injury or surgery. Compared to traditional joining methods such as suturing, optimized laser tissue welding offers a simpler procedure, reduced operator skill requirements, and improved healing. With the use of laser light, exogenous chromophores such as gold nanorods can be added in addition to localize thermal energy and streamline the welding process. The focus of this research is to build upon current understandings of laser tissue welding, using near-infrared irradiation and exogenous chromophores, performed on ex vivo porcine skeletal muscle tissue as a model. \nTo accomplish this goal, laser interactions with porcine skeletal muscle tissue was studied using a parametric approach. By manipulating laser power (0-30 W) and lasing duration (0-20 s), the thermal effects of laser irradiation (Ex. coagulation) on biological tissue was modeled. It produced a threshold whereby laser parameters that cause irreversible tissue damage can be estimated with the model. This information guided welding efforts and may facilitate the safe development of laser-muscle treatments for chronic muscle pain and muscle regeneration through non-thermal effects. \nLaser welding of porcine skeletal muscle tissue was performed using a continuous wave, near-infrared (1070 nm) fiber laser. A tensile test revealed a 46.7 % recovery in tensile strength. Optical and scanning electron microscopy revealed gaps at the interface which suggests the potential for procedural or parametric changes to improve the weld quality. \nExogenous chromophores (gold nanorods) were introduced to the laser tissue welding procedure and was delivered to the tissue in two ways, using a biocompatible hydrogel comprised of hyaluronic acid, and a solid collagen disc. The gold nanorod within these biosolders had an absorbance maximum that was attuned to the continuous wave fiber-coupled diode laser (808 nm) used. A complete seal of an artificial incision on porcine skeletal muscle tissue using the hyaluronic acid hydrogel was achieved within 6 minutes of irradiation time with a power density of 4.7 W/cm2. In addition, welds achieved with the GNR-collagen disc (1.9 W/cm2) with an irradiation time of 4 minutes revealed a 48 % recovery in tensile strength. \nThese results highlight the simplicity of the procedure and strength of the bonds achieved using laser tissue welding. It also showcases the advantages of using gold nanorod-infused biosolders. This study demonstrates their ease of application, versatility with different tissues, and speed. This is evidence that laser tissue welding is a strong alternative to traditional joining techniques and may be useful in optimization of this technique for increased use in surgical scenarios.
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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 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 ».