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奥巴马为IBM准分子激光器颁发国际科技创新奖章...............................................2013-10-17 发布时间:2013-10-17 来源:激光制造网 作者:

·                                 导读: IBM三个科学家因在应用于医疗的准分子激光器技术上做出了突出贡献,而将获得由美国总统奥巴马颁发的美国国家科技创新奖章。字

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·                              IBM三个科学家因在应用于医疗的准分子激光器技术上做出了突出贡献,而将获得由美国总统奥巴马颁发的美国国家科技创新奖章。

  这个奖项认可了准分子激光器给医疗技术带来的影响。获得这一荣誉的是James J.Wynne,Rangaswamy Srinivasan和Samuel Blum。这已经是IBM第十次获得国家科技创新奖章。

  IBM在激光技术上的研究始于1981年,至今已在医疗上发挥巨大的贡献。准分子激光器很好的适用于外科手术,并远优于机械设备,如外科手术刀精准度不足,可能会导致组织需要更长时间愈合。

  准分子激光器代替机械仪器,最早要追溯到30多年前IBM公司的一个实验室里取得的重大突破,而且是在感恩节后发生的。

  “我们在想,如果准分子激光器可以那么干净地清除聚合材料,那如果用在人体或动物组织会怎么样呢?”Wynne说道。“取得突破也是很巧合,1981年感恩节后,Srinivasan把家里感恩节剩下的火鸡拿到实验室,他用波长为193nm的准分子激光器刻蚀火鸡上的骨头、软组织和肉块,我看到后当时很兴奋,我们找到了一种新的手术方式!通过准分子激光器的紫外光,可以准确的进行切除,并不留残余。”

  据悉,奥巴马总统会迟些时候在白宫颁发这一奖项。

  IBM与激光的故事:激光重塑角膜治疗近视

  由1981年11月26日感恩节晚餐剩下的火鸡启发了一项现代医学突破,它已经影响到了数以百万的人口。

  就职于纽约约克镇IBM托马斯J ·沃森研究中心的三位研究人员,Samuel Blum, Rangaswamy Srinivasan 以及James J. Wynne正在探索准分子激光新的使用方法,准分子激光最近由三人的激光物理和化学团队获得。Blum是一位材料科学专家,Srinivasan是一位光化学家,名下拥有21项美国专利,而Wynne是一名物理学家,也是该团队在IBM的经理。

  准分子激光利用包括氯、氟在内的反应气体与惰性气体,如氩,氪和氙气进行混合。当受到电激时,混合气体将排放紫外线脉冲,可以使辐照材料,如聚合物发生非常精确和细微的变化。

  “我们想,既然准分子激光能够对高分子材料进行如此精细的蚀刻,如果我们在人类或动物的组织上进行试验,会发生什么呢?” Wynne回忆道。 “在反复讨论该使用何种组织后,真正让事情取得进展的,是Sri在1981年感恩节之后的一天将感恩节剩下的火鸡带入了实验室。” Wynne说。 “他使用193nm的准分子激光在组织样本上,无论是骨头、软骨还是肉类上蚀刻图案..我突然顿悟了,我们发明了一种新的手术形式!通过使用准分子激光紫外线,我们能够进行精细切割,且不会对周围的组织造成损伤。”

 激光脉冲不会损伤生命物质,而且每一个激光脉冲能够扰乱组织表面非常薄的组织分子层,有效地将其瓦解,且对底层或邻近组织不会留下任何可见的连带损害。为了用一种更加醒目的方式在医疗技术领域展示这一成果,该团队制作了一副用激光蚀刻的发丝显微图像的高度电子放大图像。这张照片在世界各地都有出版。

  Srinivasan, Blum and Wynne had many exploratory discussions about how this “clean excision” could be used for brain surgery, dentistry, orthopedics and dermatology.

  Srinivasan, Blum 和 Wynne对如何将这种“精细手术”应用于脑外科、牙科、整形外科及皮肤科进行了许多探索性的讨论。

  当时,眼外科医生正在为纠正近视手术寻找一种替代 “冷钢”或手术刀的方法。手术刀精确度低,可能造成角膜的永久性薄弱,而且需要长期的恢复时间。

  当获悉IBM的研究成果后,就职于纽约市哥伦比亚长老会医疗中心的眼科医生Stephen Trokel于1983年的夏天到访沃森研究中心,与Srinivasan和研究员Bodil Braren进行了合作试验。 Trokel,Srinivasan和 Braren撰写了一篇文章介绍利用激光来重塑或雕刻角膜(眼睛表面的覆盖层),用于纠正屈光不正,如近视或远视。他们的论文于1983年12月刊登在主流眼科杂志上,从而推进了全球范围内对基于准分子激光的屈光手术的一系列研究,以及随后的实验和临床试验。1995年,在该团队进行首次试验的近14年后,美国食品和药物管理局批准了第一例用于商业用途的准分子激光屈光手术。

  今天LASIK(激光辅助原位角膜磨镶术)眼部手术由于其愈合快速,且痛苦较小,成为了全球范围内最流行的视力矫正手术。该手术将永久改变角膜的形状,以提高视力,减少或消除潜在的近视、远视和散光。世界各地数以百万计的人接受了该项手术,而超过百分之九十的患者术后视力达到20/20至20/40,并能够在不戴眼镜或隐形眼镜的情况下进行全部或大部分的日常活动。而对该手术的现代化改进使很多患者实现了20/15,甚至20/10的视力,也就是“超人”视力,是佩戴眼镜或隐形眼镜所无法实现的。

  1980年,IBM开始研究在生产过程中利用准分子激光在用于硅芯片包装的聚合物材料上进行蚀刻。三位IBM的研究人员在不同类型的活组织上进行探索和试验,取得的成果启发了激光眼科手术的发展。利用该激光,眼科专家能够在约2亿分之一秒内,去除约等于人类头发1/200厚度的角膜组织。该手术彻底改变了医生运用手术治疗常见视力问题的方式,也使今天2千万人得以抛开戴眼镜或隐形眼镜。