解析助焊剂强化nd：yag激光焊接离体皮肤的研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com，营助焊剂强化Nd：YAG激光焊接离体皮肤的研究S昀ofFl~S衄血g幽@皿mgN通：．ALaserWdLd~agSIⅡ皿缸文／南京理工大学材料科学与工程学院李乐乐王克鸿黄俊李聪朱荣摘要：目的：观察助焊剂对皮肤组织的激光焊接效果和影Ⅱ向规律。方法：采用生理盐水、印度墨水和牛血清白蛋白三种助焊剂强化Nd：YAG激光，对离体猪皮肤切口进行焊接试验。结果：三种助焊剂下，切口吻合位置主要在表皮层、中间层和全层；抗张强度分别为：5．2N·cm～、18．6N·cm～、43．3N·cm～。结论：牛血清白蛋白强化激

2、光焊接效果最佳，具有增强皮肤组织对激光的吸收作用和减少组织厚度方向上温度梯度的双重作用，焊后切口全层得到良好吻合，抗张强度高。关键词：激光；皮肤；助焊剂；牛血清白蛋白刖吾的激光约99％被皮肤组织外层3．6mm所吸收嘲。通过光纤探针或内窥镜等辅助器械将激光皮肤的光吸收系数大，引起的光热效应显著，但束准确地引入人体或动物组织(皮肤、血管、激光透入组织深度有限，难以实现组织的深层焊眼睛、生殖器、肠道等)，利用组织对激光的接；光吸收系数小，激光可透人较深组织，但光吸收，发生相互作用产生光热效应，使断端组热效应减弱，切口组织结合强度低。目前，已

3、织达到相互结合的目的，这种技术称为生物组有离子激光、c01激光、半导体激光和Nd：YAG织激光焊接(LaserBiologicalTissueWelding，激光等被应用于焊接生物组织。1064nm的Nd：LTw)。近十余年，激光器的日益成熟促进了YAG激光器发展已较为成熟，该波段下激光的生物组织激光焊接技术在医疗领域的应用，作生物组织吸收系数适中，可透入组织3～4mm。为一种微创手术具有操作简单、手术时间短、但是，在生物组织的激光焊接前期，存在一个伤口愈合快、炎症反应轻、疤痕不明显等优点，普遍问题，切口焊后抗张强度低，那么在无缝该技

4、术的一些临床应用已经得到人们的认可，线的支持拉拢下，易引起切口的开裂。为解决是一种很有潜力的组织缝合替代技术。在医学此问题，有必要选用既可与组织成分(如蛋白)“治疗窗口”(波段范围600～1300nm)内，生生物相容，又可适当增强激光吸收的强化染料物组织的光吸收系数基本都在0．1~100cm-范围内。或助焊剂，以提高焊接接头的抗张强度。本文研究表明：在近紫外光、可见光和近红外光范将选用常见的生理盐水、印度墨水、牛血清白围内，对多数的单一波长激光而言，进入皮肤蛋白作为助焊剂，探讨其对皮肤组织激光焊接作者简介：李乐乐(199o一)，男，硕

5、士研究生，研究方向为激光焊接。现代焊接2016年第4期总第16O期J一23学兔兔www.xuetutu.com亳效果的影响规律。1试验材料与方法1．1试验材料组织。试验中，采用无任何处理的离体皮肤作鉴于猪皮肤与人体皮肤的层次结构和光学为相同试验参数的上述三类处理方法的对照组。特性接近，本文选取离体新鲜猪皮肤为试验样每组试验3个样本，助焊剂充分润湿皮肤切口组本，将其剪切成纵30mm×横20mm×厚2mm的小织后，对切口进行Nd：YAG激光辐照焊接。试块。在横向中间位置，沿小块纵向1，3处到边缘，验中，将2只K型热电偶探针分别置于上表面(

6、横用手术刀制作一条皮肤全层厚切口，切口与小块向距离切口中央0．3mm点)和皮肤下表面切口中纵向平行，一次制作完成，保证切口平整。助焊间点，用于拾取皮肤切口组织在激光辐照作用剂包括生理盐水(SPSS，浓度0I9％)、印度墨水下的温度。焊接工艺参数如附表。(IndiaInk)和牛血清白蛋白溶液(BSA)。焊后10min，待组织恢复室温状态，首先肉1．2试验装置眼观察皮肤切口上下表面的焊接吻合效果。肉离体皮肤激光焊接试验平台，如图1，主要眼观察后，在切口纵向中间位置横向切断皮肤包括激光发生器1，输出光纤2，激光扩束镜3，样本，分成两部分样本

7、，样本I在焊前未完全振镜头4，控制系统5，聚焦透镜6，焊接激光束切开，在三目连续变倍体视显微镜下观察切口7、工作台与夹具9，调节开关10等组成。激光由横截面的焊后吻合效果；样本Ⅱ在焊前皮肤纵激光发生器1输出，经光纤2传输到扩束镜3整形向完全切开，用于抗张强度测试。后输出高度平行的空间光束，进入控制系统5控制的振镜头4，聚焦后的光束以设定的扫描路径2试验结果照射在由夹具固定的皮肤8切口区域，在光热作2．1宏观分析用下实现焊接目的。将样本置于三目连续变倍体视显微镜下观试验采用的激光发生器1，由创鑫激光公司察，经不同助焊剂处理的切口焊后横截

8、面闭合提供：Nd：YAG光纤激光器，输出激光波段为效果如图2，其中图2(a)、(b)、(e)和l(~lnm，功率在0~1Ow范围内-．IN，发生器系统内(d)分别为对照组、sPssN、IndiaInld~和BSA置红光电