医用特种合成石英玻璃光纤

手术治疗的目标是要快速恢复并尽量减轻术后的不适感。使用纯光(即激光)的微创手术似乎前景特别广阔。因此,如今许多手术系统都是利用特种光纤将激光引导至体内的手术位置。这些光纤采用合成石英玻璃预制棒生产而成——贺利氏科纳米的特种光纤团队不断对预制棒进行优化,以满足适应新的应用要求。

合成石英玻璃在医学领域的应用
在医学领域,得益于由合成石英玻璃制成的光纤,激光微创手术将变得越来越普及,从而大大减轻患者的痛苦。

与传统玻璃一样,合成石英玻璃也由二氧化硅组成。不过,该材料之所以能够脱颖而出,是因为它没有气泡,并且纯度极高,从紫外到红外范围内的透过率高达90%,尤其适合不能受任何杂质干扰的激光束。“常规玻璃产品根本无法与之媲美。”贺利氏科纳米特种光纤产品经理Peter Bauer强调道,“如今,微创手术所使用的激光束能量极高,与合成石英玻璃相比,普通玻璃会因吸收过多能量而被毁坏。”此外,合成石英玻璃光纤还具有优异的抗断裂性和抗撕裂性;其出色的柔韧性可使光纤在手术中能够进入人体内很难到达的部位。

柔韧性是特种光纤的一大关键优势。例如,在采用激光手段治疗肾、胆或膀胱结石时,由于其弯曲半径极小,光纤可以顺利穿过这些器官内的狭窄通道。此外,近来的激光微创手术还开始用1,900纳米的红外激光设备取代过去的2,100纳米的设备,前者更加小巧,而后者不仅更大,效率也更低。另一个应用实例是非常适合用于清除前列腺肥大组织的532纳米绿光激光。手术中红血球会吸收绿光,因此不会出血。近年来,作为一种温和的治疗方式,用红光激光治疗静脉曲张也越来越受欢迎。借助633纳米的激光导管所产生的辐射,医生可以用导管封住整个曲张的静脉,最终只会造成一小块淤青,甚至没有任何创伤。

贺利氏的贡献:用于生产特种光纤的预制棒

预制棒的质量决定了手术中所用光纤的质量。预制棒可以看作是大尺寸光纤:它由专门的公司在近2,000度的电炉内拉制形成直径仅0.2-0.6毫米的光纤。这一工艺的挑战在于如何在热成型过程中保持合成石英玻璃的高质量,从而实现光纤所需要的性能。

每项医疗应用都需要特定的光源,同时要求光纤具有特定的透过率。“贺利氏科纳米能够在预制棒中实现任何所需要的光纤设计,并且可以根据几何形状、折射率以及所使用的材料等参数确保预制棒精确满足应用要求。”Bauer解释说。根据所需要的波长,贺利氏科纳米能够为光纤的合成石英玻璃纤芯和包层提供不同的材料,从而为光纤设计带来无限的可能性。在不久的将来,激光还有望用于治疗其他疾病。