Окно прозрачности воды: российский лазер улучшит диагностику сосудов и костей

Российские ученые из МГТУ им. Н.Э. Баумана совершили прорыв в области лазерных технологий, разработав уникальный фемтосекундный лазер с беспрецедентными характеристиками. Это не просто очередное усовершенствование существующих технологий это качественный скачок, открывающий новые горизонты в медицинской диагностике и лечении.

Уникальность разработки заключается в сочетании нескольких ключевых факторов, делающих этот лазер поистине революционным инструментом.

Во-первых, лазер генерирует сверхкороткие импульсы света длительностью всего 6 фемтосекунд (0,00000000000006 секунды). Это позволяет "заглянуть" вглубь происходящих процессов на молекулярном и атомном уровнях, зафиксировав изменения в реальном времени. Представьте себе возможность наблюдать за химическими реакциями, за движением атомов и молекул, как за кадрами фильма, снятого с невероятной скоростью. До настоящего времени создание лазеров с подобными характеристиками было невозможно.

Во-вторых, рабочий диапазон лазера находится в спектральной области 2,2-2,4 микрометра, что является еще одним важным преимуществом. На длине волны 2,2 мкм ширина спектра достигает рекордных 96 нанометров. Это расширяет возможности исследования и позволяет получать более детальную информацию о структуре и взаимодействии различных веществ.

Но, пожалуй, самое значимое достижение это работа лазера в так называемом "четвертом окне прозрачности воды" (2,1-2,3 мкм). Это означает, что вода практически не поглощает свет в этом диапазоне, что критически важно для биомедицинских применений.

Теперь стало возможным проводить исследования биологических тканей без искажения получаемой информации из-за поглощения света водой. Это позволяет получать изображения с высоким разрешением (до 22 мкм), например, четко визуализировать коллаген основной белок соединительных тканей.

Возможности применения этого уникального лазера поистине впечатляют. Он открывает новые перспективы в диагностике и лечении целого ряда серьезных заболеваний. В частности, разработка позволит значительно улучшить диагностику и лечение уязвимых бляшек в сосудах, что является одним из основных факторов развития сердечно-сосудистых заболеваний.

Также лазер позволит более точно диагностировать и проводить лечение аневризмы аорты опасного расширения стенки аорты. В области ортопедии, лазер поможет улучшить диагностику и лечение остеопороза, обеспечив более раннее выявление и предотвращение переломов.

В онкологии, он может применяться для диагностики и мониторинга рака кожи, позволяя более точно определять границы опухоли и контролировать эффективность лечения. Наконец, лазер будет полезен при лечении несовершенного остеогенеза редкого генетического заболевания, характеризующегося хрупкостью костей.

Разработка данного лазера это результат масштабной работы, проводимой в рамках программы "Приоритет-2030" в МГТУ им. Н.Э. Баумана, в треке "Фотоника" стратпроекта Bauman DeepTech, в коллаборации с Московским научно-практическим центром дерматов. Это яркий пример успешного сотрудничества научных учреждений и демонстрация высокого уровня российской научной мысли.

Открытие сулит революционные изменения в медицине, позволяя проводить более точную диагностику и разрабатывать более эффективные методы лечения различных заболеваний. Это, без преувеличения, прорыв, который может спасти множество жизней.