TECNOLOGÍA L.A.S.E.R.

TECNOLOGÍA L.A.S.E.R.


El laser esta siendo cada dia mas familiar en nuestra vida cotidiana.

El L.A.S.E.R. (cuyas siglas en ingles significan: Amplificacion de la Luz por Emision Estimulada de Radiacion), fue visto por Albert Einstein como un fenomeno factible, en 1917.

Einstein mencionó por primera vez la obtención de una partícula de luz (foton) al excitar un átomo. (EMISION ESTIMULADA). Hasta entonces se creía que la luz era emitida por los átomos en forma espontánea.

Recién en 1950 en la Universidad de Columbia; Charles Townes desarrollo el MASER, primer prototipo que no trabajaba con luz sino con microondas, que operaba excitando ondas de radio; y posteriormente demostro que se podia construir algo similar utilizando el espectro luminoso.

Muchos físicos se atribuyeron la creación del LASER y varios de ellos (Schwalow, Townes, Prokhorov, Blasov) recibieron premio nobel de física. Gordon Gould durante muchos años lucho por que sea reconocida su patente sobre el LASER y eso ocurrió más de una década después.

Charles Townes

El 15 de agosto de 1955, Charles Townes, James Gordon y H. J. Zeiger publicaron “El máser: nuevo tipo de amplificador de microondas, patrón de frecuencia y espectrómetro máser”. Su dispositivo fue el precursor del láser, usando microondas donde los láseres usan luz visible.

En la imagen, Townes y Gordon posan con uno de sus dispositivos recién construidos. Townes recibió el Premio Nobel de Física por su papel en la invención del máser y el láser.

Al final quien ganó la carrera el 16 de mayo de 1960 fue Theodore Maiman; cuando opero el primer aparato construido con una barra de rubi.

El primer LASER utilizado en medicina fue un gas (Argon), para cirugía. Con el correr de los años se fueron probando cientos de “medios activos” (material que es excitado para obtener Luz LASER) consiguiendo también aumentar las potencias de emisión.

En la decada de los años 70 se comienzan a utilizar equipos de alta potencia de CO2, cuya aplicación era cortar tejidos sin sangrado (bisturí). Estos últimos eran de emisión continua.

Con la aparición de la curva de absorción donde se muestran las distintas longitudes de onda cortando las curvas de los pigmentos fisiológicos distribuidos en el espectro lumínico, se puede saber cual es el LASER ideal para atacar cada uno de estos pigmentos.

Es así como 1983, Anderson y Parrish introducen el láser pulsado para uso a través de la piel y enuncian la teoría de la “fotermolisis selectiva” publicada en la revista Science en abril de 1983.

Esta explica que si utilizamos una longitud de onda apropiada y utilizamos un pulso con una energía suficientemente alta para causar la destrucción del objetivo y simultáneamente suficientemente corta para no dañar los tejidos que lo rodean, obtendríamos un daño focalizado y puntual. Fue fundamental el concepto de “tiempo de relajación del tejido” (TRT) que es el tiempo entre pulso y pulso que la piel debería “descansar” hasta el próximo pulso para evitar daños térmicos innecesarios.

Theodore Maiman

La evolución de los LASER tiene su auge en la decada del noventa cuando la medicina solicito a la industria diferentes longitudes de onda para su uso en innumerables aplicaciones:

  • Oftalmología,

  • Urología,

  • Otorrinolaringología,

  • Cirugía general,

  • Laparoscopía,

  • Ginecología,

  • Dermatología,

  • Cirugía Plástica,

  • Cirugía Vascular,

  • Etc.

Los rayos láser tienen múltiples aplicaciones en diferentes áreas médicas, entre ellas la cirugía.

El cirujano para hacer la incisión en la piel, en vez del clásico bisturí, puede emplear un delgadísimo rayo de luz láser, que corta con mayor precisión y menor sangrado; y lo puede utilizar con igual facilidad que un bisturí corriente.

Hoy el laser viene transformando cada vez mas las tecnicas de distintas areas, sobre todo en medicina. Hace años ya, se lo bautizo como "el bisturi de luz", pero sus aplicaciones lo han llevado a ser mucho mas que un preciso instrumento de corte.

Son conocidos sus usos en la cirugía oftalmológica y en la cirugía plástica. Sin embargo, lo mas alentador es la aplicacion del laser en el diagnostico y tratamiento de ciertos canceres; como el de pulmon, aparato reproductor, piel, cabeza y cuello. Con la ayuda de rayos láser se están eliminando lunares del rostro de los pacientes. El rayo penetra cerca de un milímetro y cauteriza los vasos sanguíneos haciendo que el color desaparezca gradualmente. Las glándulas sudoríparas, células epidérmicas y folículos pilosos no son perjudicados.

Se estan tratando con el rayo láser enfermedades del pulmon y de las vias respiratorias, como ser el ronquido, patologías relacionadas con la mala respiración nasal y la infección crónica de las amígdalas.

Recientemente se comunicó las bondades del láser en el tratamiento combinado del cáncer pulmonar. En el King` s College Hospital de Londres se utiliza desde 1981 el láser a través de la fibra óptica tanto para tratar cáncer de pulmón como vejiga, logrando hacer llegar la energía destructora directamente al tumor sin comprometer al tejido sano.

Las enfermedades de las cuerdas vocales son muy frecuentes en profesionales de la voz, como docentes o cantantes, y también en aquellos que sin serlo, tienen un uso y abuso frecuente de ellas.

El cáncer de laringe, es el sexto cáncer más frecuente en el sexo masculino. Hasta hace varios años, los tratamientos quirúrgicos de estas patologías eran cirugías a cielo abierto, es decir, a través del cuello, y podían implicar desde extirpaciones parciales hasta la resección total de la laringe.

Hoy en día, se apunta a reemplazar aquellas cirugías invasivas por técnicas menos traumáticas para el paciente; entre ellas está el uso del láser de dióxido de carbono, éste láser permite la resección selectiva del tumor, sin dañar los tejidos vecinos que están sanos. Este tratamiento se efectúa por vía transoral, lo cual significa que se aborda a través de la boca, sin necesidad de incisiones en la piel.

Investigadores de la Tohoku University comunicaron a la reunión anual de la Japan Urological Society, haber dirigido el rayo hacia la vesícula mediante una guía de fibra de vidrio inserta en un endoscopio. El rayo fue usado entre uno a dos segundos hasta que las piedras se redujeron a diámetros no mayores a los tres milímetros. Luego se introdujeron agua a la vesícula para evitar el calentamiento de los cristales de las piedrecillas. Los investigadores aseguraron que el rayo no dañó las paredes interiores ni los tejidos del órgano enfermo.

Informaciones procedentes de Japón (Japan Press Realease III, june 30, 1981) señalan que mediante rayos láser se ha logrado la destrucción de cálculos en la vesícula.

El láser es utilizado, además, para detener las hemorragias en el estómago o duodeno en algunas serias emergencias médicas. En circunstancias tales los médicos recurren a la cirugía, con alto riesgo para el paciente. Empleando un láser de argón, gastroenterólogos británicos informaron (1980) haber logrado detener hemorragias graves introduciendo el láser a través de la fibra óptica del gastrofibroscopio. Al aplicarlo, la hemorragia cedió completamente entre los 15 y los 60 segundos. Luego del paliativo, el médico continúa con la observación del paciente y su úlcera, ganando tiempo en el tratamiento.

En oftalmología esta muy difundido el uso del laser para diversas patologias, pero una de ellas es la denominada retinopatía diabética proliferativa, una de las causas principales de la ceguera. El rayo laser puede causar coagulación en pequeños vasos sanguíneos del nervio. De no ser así, los vasos proliferan generando hemorragias, fibrosis, cicatrización, visión altamente deteriorada y eventual ceguera. La Asociación Americana de Oftamología estima que el 40% de los diabéticos sufre algún grado de retinopatía. El tratamiento con láser ha resultado exitoso en más del 60% de los casos.

Una de las indicaciones mas snob es la conocida como "la cirugía para no utilizar lentes o anteojos", consta en la aplicación de un haz de luz láser en un sector especifico de la cornea realizando un pulido o moldeado del estroma. De esta forma se ajusta el poder refractivo del ojo con el fin de llevar al paciente a la emetropia (visión normal sin la utilización de ningún tipo de corrección).

En primer término se realiza un procedimiento conocido como queratectomía en el cual a través de un pequeño instrumento se hace un corte en la superficie de la córnea y se levanta una pequeña tapaluego un láser guiado por un ordenador o computador proyecta el láser sobre la parte expuesta realizando el moldeado programado previamente.

El láser utilizado se conoce con el nombre de EXCIMER láser y cabe destacar que su costo y mantenimiento es muy elevado lo cual se ve reflejado en el costo de la técnica quirúrgica. Si bien es un procedimiento quirúrgico muy utilizado para la corrección de la miopía, cabe aclarar que no todos los pacientes que presentan miopía se pueden operar. La determinación sobre la posibilidad de operar la miopía de un paciente es una decisión que toma el medico oftalmólogo en base a una serie de estudios y evaluaciones.

Futuro del LASER

Pero aqui no termina la historia. En el Instituto Beckman de la Universidad de California; el mayor centro mundial de investigacion del laser; han logrado avances espectaculares en esta tecnologia.

Actualmente hay en curso, mas de treinta programas distintos de investigacion, repartidos en sus tres divisiones especializadas: Medicina propiamente dicha; Veterinaria; y la tercera, de vanguardia, cuyos experimentos se dirigen a desarrollar futuros usos del laser en campos como la Microbiologia.

Ya se ha construido un "microlaser", que posibilita microcirugia sobre estructuras microscopicas, e inclusive en el interior de una sola celula viva. A este fin concurren computadoras y microscopios ad-hoc, de modo que el haz del laser pueda ser computado, programado y enfocado a su blanco con la precision de una millonesima de centimetro.

El Dr. Michael Berns, biofísico director del Instituto Beckman; esta haciendo microcirugia celular en forma experimental. Logra remover una celula enferma de un tejido, sin afectar al resto; "agujerear" las membranas e incluso dañar o amputar a voluntad elementos de la celula; permitiendose recortar pizcas de ADN (Acido DesoxirriboNucleico) de los cromosomas, para estudiar el comportamiento despues del daño o la carencia.

Finalmente, agregaron un nuevo y prodigioso instrumento a su equipo laser. Con el, la luz puede no solo eliminar sino reubicar (translocar) particulas cromosomicas.

A nivel experimental, estas tecnicas han sido ya usadas para eliminar caracteres geneticos individuales de cromosomas pre- seleccionados de modo que la herencia solo contenga estructuras de la celula "deseada".

Pero tal vez, esto no sea lo mas sorprendente que nos depara el futuro.