ריתוך רקמות

ריתוך רקמות הוא התהליך של שימוש באנרגיית לייזר כדי לאחד או לחבר רקמות. הלייזר גורם לשינוי המבנה המולקולרי של הרקמות, כך שהרקמה החדשה יכולה להתחבר עם סוג מסוים של רקמות שכנות. סוג אחר של ריתוך רקמות מתבצע באמצעות חומר טבעי (כמו אלבומין), ושימוש בלייזר מתאים כדי לחמם את האלבומין ולהשתמש בו כדי לאחד את הרקמות בתהליך הדומה להלחמה. כיום, חיבור רקמות מתבצע באמצעים מכניים לרוב (כגון תפירה, הידוק באמצעות אטבים, או שידוך), ולפעמים באמצעות דבקים ביולוגיים או דבקים לא ביולוגיים. בתנאים אופטימליים שימוש בריתוך רקמות יכול להיות מהיר יותר, פחות טראומטי, וקל יותר לשימוש. עד כה, החסרונות הבולטים ביותר של השיטה הם עוצמת החיבור, ואי אחידות בתוצאות החיבור בין נבדקים. ריתוך רקמות היא טכנולוגיה רפואית חדישה שהתחילה להתפתח בסוף שנות השבעים, ועדיין נמצאת בשלבי מחקר מתקדמים לצורך הבנה טובה יותר של התהליך ובמטרה לייצר הליך שימוש אחיד שאינו תלוי ברופא. השימוש הראשון הניתן לשחזור בטכנולוגיה היה על ידי Jain ו-Gorisch ב-1979, ובו חקרו חיבור של כלי דם קטנים מאוד (מיקרו-וסקולרים) באזור העורקים הקרוטידים והעורקים הפמורלים (הנמצאים בירך) בחולדה, באמצעות לייזר מצב-מוצק מסוג ND:YAG באורך גל 1064 ננומטר. לאחר מכן, בוצעה סדרת ניסויים עם לייזר פחמן דו-חמצני באורך גל 10.6 מיקרומטר. לייזר מסוג זה היה בשימוש רפואי רחב באותה תקופה (בעיקר בניתוחים באמצעות לייזר), ולכן היה זמין לביצוע המשך הניסויים בתחום. השימוש בלייזר פחמן דו-חמצני הצליח במידה מסוימת, אך בה בעת נרשמה עלייה במספר המקרים בהם כלי הדם סבלו ממפרצת ומפתיחה של פצעים ישנים, וחוזק התיקון היה חלש. הסיבה לכך נעוצה בכך שאורך הגל של לייזר פחמן דו-חמצני נבלע טוב מאוד במים – החומר העיקרי שממנו עשויות רוב הרקמות בגוף האדם. עומק החדירה האופטי של הלייזר הזה ברקמה הוא כ-17 מיקרומטר, בעוד שעובי דופן כלי הדם הוא כ-100 מיקרומטר. זה גורם לכך שכדי לחמם את כלי הדם לרמה של ריתוך חזק מספיק, נדרש להשתמש בלייזר חזק מאוד שיחמם מאוד את דופן כלי הדם ואף יפגע בו. כדי לבצע חימום אחיד של הרקמה, בוצעו ניסיונות שימוש בלייזר ארגון (בעל עומק חדירה לרקמה של כ-700 מיקרומטר). רודני ווייט פיתח שיטה לריתוך של כלי דם בינוניים ושל מעיים. למרות הקושי הרב לשמור על מתח פנים חזק יותר בכלי דם גדולים יותר, הטכניקה שלו הוכחה כיעילה לטווח ארוך. הבעיה בטכניקה זו היא שקיים שוני רב בעוצמת הריתוך הנדרשת ובאמינותו בין מטופלים שונים בשל ריבוי גורמים משתנים בניסוי (כמות שונה של המוגלובין, עובי הרקמה וכמות מים משתנה). בנוגע לכלי הדם קטנים מאוד (מיקרו-וסקולרים), בס החליט להתאים את סוג הלייזר לקוטר כלי הדם. הוא השתמש בלייזר THC:YAG באורך גל של 2.15 מיקרומטר בעל עומק חדירה של כ-285 מיקרומטר, ובכך הצליח לאחות כלי דם בעלי עובי דופן של 100 מיקרומטר בלי לחמם יתר על המידה את כלי הדם. בשונה מתהליך ריתוך רקמות באמצעות לייזר, בתהליך הלחמת הרקמות משתמשים בדבקים ביולוגיים המבוססים על חלבונים כדי לחזק את החיבור וליצור הליך רפואי אחיד שלא תלוי בפרמטרים משתנים רבים. בהליך זה מורחים את הדבק הביולוגי על הרקמות, ומחממים אותו באמצעות לייזר כך שהוא יידבק לשתי הרקמות. טכניקה מתקדמת יותר היא שימוש בדבקים המחוזקים על ידי צבע. בצורה הזאת ניתן להשפיע על אורכי הגל הנבלעים בדבק, ולהשתמש בהתאמה בלייזר שייבלע יותר טוב בדבק, ופחות ברקמות. בשיטה זו ניתן להשתמש בלייזר קטן יותר ופחות עוצמתי, שיותר קל לייצור (למשל, לייזר דיודה) ועדיין להשיג חיבור חזק. ניתוח קרדיו-וסקולרי: שימוש מרכזי בריתוך רקמות הוא חיבור של כלי דם קטנים ובינוניים באמצעות לייזר פחמן דו-חמצני, לייזר ארגון ולייזר דיודה. ניתוח ריאות: במצב של פנאומוטורקס (חזה אוויר) ניתן לאטום את הניקוב באמצעות ריתוך או הלחמת רקמות. בניתוח ריאות משתמשים בלייזר בעל עוצמה נמוכה ומחוזק בצבע על מנת להקטין את הסיכון להומאוסטאזיס. דרמטולוגיה: שימוש בריתוך רקמות כדי לשפר את הליך סגירת העור לאחר ניתוח. בכך מתבצעת הסגירה עם צלקות מופחתות, החלמה מהירה יותר ואיטום מיידי למים. מתבצע שימוש בלייזר פחמן דו-חמצני, לייזר ארגון ולייזר ND:YAG. בנוסף, הוכח כי שימוש בהלחמת רקמות לסגירת העור באמצעות דבק מחוזק בצבע Indocyanine green) ICG) משפר את עוצמת החיבור ולא גורם לקעקוע מהצבע. בכל זאת, החיסרון העיקרי של שיטה זו לסגירת עור הוא סיכון קצת יותר גבוה לפתיחת הסגירה, שכן עוצמת החיבור עדיין חלשה מזו של תפר. הלחמת שריר: מחקרים מתקדמים יותר מדברים על הלחמת שרירים באמצעות ננושל זהב במקום דבק ביולוגי. חומר זה נספג ללא נזק בגוף האדם ובעל בליעה מאוד חזקה בתחום האינפרא אדום הקרוב. במחקר זה הגיעו לחוזק חיבור כמעט זהה לחוזק החיבור השריר המקורי. שימושים נוספים נחקרים בתחומים גינקולוגיה, נוירוכירורגיה, אורתופדיה, אורולוגיה, טיפול בנפגעי קרב, ותחומים נוספים. לייזר טיפולי לייזר Jain KK, Gorisch W. Repair of small blood vessels with the Neodymium-YAG laser: A preliminary report. Surgery 1979; 85:684-688. Serure A, Withers EH, Thomsen S, Morris J. Comparison of carbon dioxide laser-assisted microvascular anastomosis and conventional microvascular sutured anastomosis. Surg Forum 1983; 34:634-636. White RA, Kopchok GE. Laser vascular fusion: development, current status and future perspectives. J Clin Laser Med Surg 1990; 8:47-54 White RA, White GH, Fujitani RM, Vlassak JW, Donayre CE, Kopchok GE, Peng SK. Initial human evaluation of argon laser-assisted vascular anastomoses. J Vasc Surg 1989; 9(4):542-547. Bass LS, Treat MR, Dzakonski C. Sutureless microvascular anastomosis using the THC:YAG laser: A preliminary report. Microsurgery 1989; 10:189-193. Oz MC, Johnson JP, Parangi S, Chuck RS, Marboe CC, Bass LS, Nowygrod R, Treat MR. Tissue soldering using indocyanine green dye enhanced fibrinogen with the near infrared diode laser. J Vasc Surg 1990; 11(5):718- 25. Ashworth EM, Dalsing MC, Olson JF, Hoagland WP, Baughman S, Glover JL. Large-artery welding with a milliwatt carbon dioxide laser. Arch Surg 1987; 122: 673-677. White RA, Kopchok G, Donayre DC, Lyons R, White G, Klein SR, Pizzuro D, Abergel RP, Dwyer RM, Uitto J. Large vessel sealing with the argon laser. Lasers Surg Med 1987; 7:229-235 Weng G, Williamson WA, Aretz HT, Pankratov MM, Shapshay SM. Diode laser activation of indocyanine green dye-enhanced albumin for in vitro internal mammary artery anastomosis. (Abstract) Lasers Surg Med Supplement 1994; 657 Lo Cicero J 3rd, Frederiksen JW, Hartz RS, Kaufman MW, Michaelis LL. Experimental air leaks in lung sealed by low-energy carbon dioxide laser irradiation. Chest 1985; 87(6):820-822. Abergel RP, Lyons R, Dwyer R, White RA, Uitta J. Use of lasers for closure of cutaneous wounds: Experience with Nd:YAG, argon and CO, lasers. J Dermatol Surg Oncol 1986; 12(11):1181-1185. Andre M. Goblin, D. patrick O'Neal. Near Infrared Laser-Tissue Welding Using Nanoshells as an Exogenous Absorber, 2005.