Создание полимерного поглощающего покрытия на основе тетраэтоксисилана с добавлением оксида кобальта для применения в лазерной хирургии

Лазеры в медицине, Научная библиотека Комментарии к записи Создание полимерного поглощающего покрытия на основе тетраэтоксисилана с добавлением оксида кобальта для применения в лазерной хирургии отключены

Е.М. Соколова, А.С. Бойко, М.И. Фокина, А.А. Пономарева // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2022. — Вып. 14. — С. 717-725. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.717.

Аннотация: Использование сгенерированных струй в качестве «микрорезцов» находит свое применение в лазерной хирургии. Такие способы лазерного воздействия используются для удаления новообразований, таких как межпозвоночные грыжи и кисты. К лазеру присоединяют оптоволокно, которое вводится к грыже или кисте через пункционную иглу.

Для увеличения эффективности лазерного воздействия необходимо аккумулировать энергию на торце волновода при помощи нанесения поглощающего покрытия, которое должно обладать высокой адгезией к кварцу. В данной работе проведено исследование по разработке методики создания полимерных пленок золь-гель методом для использования в лазерной хирургии в качестве поглощающего покрытия. В роли прекурсора для формирования полисиликатной сетки, удерживающей малоразмерные частицы оксида кобальта, был выбран тетраэтоксисилан.

В работе были исследованы оптические, морфологические и поглощающие свойства покрытий, полученные на кварцевых стеклах. Дополнительно растворы и полученные пленочные покрытия были изучены с помощью ИК- спектроскопии, результаты которой показали отсутствие качественного изменения золей при длительном хранении (до 3-х недель) и образование пространственной силикатной сетки и оксида кобальта в пленках.

Исследование морфологии поверхности полученных покрытий показало, что для равномерного распределения синтезируемого оксида кобальта не нужны высокие концентрации солей кобальта. Поглощающие свойства образцов были протестированы с использованием ИК-лазера и тепловизора.

Благодаря проведенным исследованиям выбран оптимальный состав покрытия для нанесения на кварцевые волноводы.

Лазерные технологии широко используются в медицинской практике еще с 60-х годов XX века. Свойства лазеров позволяют совершать хирургические и терапевтические вмешательства локально благодаря тому, что ткани и жидкости в организме человека избирательно поглощают лазерное излучение. Известно [1, 2], что лазеры с высокой мощностью могут выступать в роли хирургических ножей для удаления части органов и доброкачественных новообразований, прижигания сосудов.

Лазерное излучение используется для генерации кумулятивных струй [3], которые выступают в роли микро-резцов. В этой технологии излучение, распространяясь по кварцевому волноводу, доставляется к биологической ткани. Место контакта торца волновода с биологической жидкостью нагревается и вскипает, поглощая лазерное излучение. Выделяют два основных режима кипения: гомогенный и гетерогенный [3, 4]. Гомогенное кипение происходит в объеме непосредственной вблизи к торцу волновода, гетерогенное кипение протекает на поверхности торца оптоволокна, покрытого поглощающим слоем.

В настоящее время существуют сложности в создании надежного поглощающего покрытия с хорошей адгезией к торцу оптоволокна, хотя этот метод уже используется для удаления различных кист и межпозвоночных грыж [1, 3]. Поглощающее покрытие наносят при помощи кратковременного прижигания волновода на пробке или древесине, но из-за слабой адгезии угля на поверхности оптоволокна, покрытие приходится наносить повторно после схлопывания нескольких пузырьков жидкости.

Альтернативой существующему методу создания поглощающего слоя могла бы служить золь-гель, которая позволяет создавать нанокомпозитные покрытия, состоящие из силикатной сетки наноразмерных включений оксидов металлов [5-7]. В нашей работе производится поиск состава поглощающего покрытия с высокой адгезией к кварцу, обладающее поглощающей способностью инфракрасного оптического излучения для саморазогрева.

В качестве материала покрытия выбран композитный материал, состоящий из аморфной силикатной сетки с нановключениями оксида кобальта. За основу покрытия выбран тетраэтоксисилан (ТЭОС), так как этот эфир широко применяется как отверждающий компонент для синтеза силикатной матрицы [7-9]. ТЭОС в воде и водных растворах подвергается гидролизу с последующей поликонденсацией и образует кремниевую сетку [10-12], которая может служить матрицей для встраивания других компонентов.

Полное содержание статьи на https://physchemaspects.ru/archives/2022/fh2022-doi-10-26456-pcascnn-2022-14-717.pdf

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.rf.mail@yandex.ru

Back to Top