blog

Oct 30, 2023

Sonda de cirurgia a laser ultrarrápida para sub

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 20554 (2022) Citar este artigo 1048 Acessos 3 Citações 2 Detalhes de métricas altmétricas Criação de vazios subepiteliais dentro de pregas vocais cicatrizadas via

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 20554 (2022) Citar este artigo

1048 acessos

3 citações

2 Altmétrico

Detalhes das métricas

A criação de vazios subepiteliais dentro das pregas vocais cicatrizadas por meio de ablação a laser ultrarrápida pode ajudar na localização de biomateriais terapêuticos injetáveis ​​para um tratamento aprimorado para cicatrizes nas pregas vocais. Várias sondas de cirurgia a laser ultrarrápidas foram desenvolvidas para ablação precisa de tecidos superficiais; no entanto, essas sondas não possuem o foco preciso do feixe necessário para a ablação subsuperficial em tecidos altamente dispersos, como as pregas vocais. Aqui, apresentamos uma sonda de cirurgia a laser ultrarrápida miniaturizada projetada para realizar ablação subepitelial em pregas vocais. A exigência de alta abertura numérica para ablação subsuperficial, além do formato pequeno e da arquitetura de disparo lateral necessários para uso clínico, criaram um design óptico desafiador. Um acoplamento inibido guiando a fibra de cristal fotônico de núcleo oco Kagome forneceu pulsos ultracurtos de nível micro-Joule de um laser de fibra de alta taxa de repetição em direção a uma objetiva miniaturizada personalizada, produzindo um raio de feixe focal 1/e2 de 1,12 ± 0,10 μm e cobrindo um raio de 46 × Área de digitalização de 46 μm2. A sonda pode fornecer pulsos de até 3,8 μJ à superfície do tecido com 40% de eficiência de transmissão através de todo o sistema, fornecendo fluências significativamente maiores no plano focal do que as necessárias para a ablação subepitelial. Para avaliar o desempenho cirúrgico, realizamos estudos de ablação em hemilaringes suínas recém-excisadas e descobrimos que vazios subepiteliais de grandes áreas poderiam ser criados dentro das pregas vocais, transladando mecanicamente a ponta da sonda através da superfície do tecido usando estágios externos. Finalmente, a injeção de um biomaterial modelo em um vazio de 1 × 2 mm2 criado 114 ± 30 μm abaixo da superfície do epitélio da prega vocal indicou melhor localização quando comparado à injeção direta no tecido sem vazio, sugerindo que nossa sonda pode ser útil para pré- Avaliação clínica de biomateriais terapêuticos injetáveis ​​para terapia de cicatrização de pregas vocais. Com desenvolvimentos futuros, o sistema cirúrgico aqui apresentado poderá permitir o tratamento de cicatrizes nas pregas vocais em um ambiente clínico.

A cicatrização das pregas vocais (FV) é a principal causa de distúrbios vocais1,2. Como consequência indesejável da excisão cirúrgica das lesões de FV, a cicatrização da FV pode resultar em disfonia grave e impactar negativamente a qualidade de vida3,4. Atualmente não existe tratamento eficaz para FV com cicatrizes crônicas5. A lâmina própria, uma camada de tecido subepitelial que consiste principalmente de fibras de colágeno, elastina e reticulina, é em grande parte responsável pelo fenômeno vibratório da FV e é altamente sensível à formação de cicatrizes. Muitos biomateriais à base de hidrogel foram desenvolvidos para reparar FV cicatrizada6,7,8,9, porém a localização abaixo do ideal resulta em baixa repetibilidade do tratamento10,11,12,13,14. Surgem problemas durante a injeção na lâmina própria superficial (SLP), pois o biomaterial injetado tende a se infiltrar ao redor, e não no tecido cicatricial rígido. Assim, existe a necessidade de um método para localizar com precisão os biomateriais dentro da PLS cicatrizada, evitando qualquer formação de cicatriz adicional.

O processo ultrarrápido de ablação a laser depende da rápida absorção multifotônica no plano focal, resultando em confinamento de energia do volume subfocal e dano térmico mínimo aos tecidos circundantes15,16,17,18. Um alto grau de confinamento espacial e térmico permite a remoção precisa de material dentro dos tecidos a granel. Para enfrentar os desafios das cicatrizes de FV, nosso grupo propôs um tratamento no qual um espaço de injeção de biomaterial é criado dentro do PLS por meio de ablação ultrarrápida a laser19,20,21. Usando um microscópio de bancada equipado com uma objetiva de abertura numérica (NA) de 0,75 e um laser de fibra de femtosegundo de alta taxa de repetição, Hoy et al. demonstraram a formação de vazios subepiteliais em FV suína excisada ~ 100 μm abaixo da superfície epitelial19, que está bem dentro do SLP, considerando que a espessura epitelial da FV humana, canina e suína é tipicamente de 50 a 80 μm22,23. Outros estudos ex vivo por Hoy et al. mostraram a injeção de um biomaterial modelo em vazios ablacionados criados em bolsas nas bochechas de hamster com cicatrizes excisadas20. Os autores mostraram que a injeção de um biomaterial modelo (PEG30) em espaços vazios reduziu significativamente o refluxo e melhorou a localização quando comparada à injeção de biomaterial apenas em tecido cicatricial. Mais recentemente, Gabay et al. demonstraram retenção a longo prazo de PEG30 em vazios subepiteliais criados em um modelo de bolsa bucal de hamster com cicatrizes in vivo24. Usando o mesmo laser de fibra e sistema de bancada de Hoy et al., Gabay e co-autores descobriram que o PEG30 permaneceu nos vazios por um período de até duas semanas, sugerindo que a injeção nos vazios melhorou a retenção do biomaterial a longo prazo. Embora esses resultados tenham sido encorajadores, a óptica grande (isto é, objetiva do microscópio, par de espelhos de varredura galvo, lentes de varredura/tubo, etc.) e a distribuição de luz laser no espaço livre limitaram a tradução clínica. Assim, a entrega flexível de pulsos ultracurtos bem focados através de sistemas ópticos miniaturizados é necessária para traduzir nossa terapia de cicatrizes de FV para a clínica.