Niniejszy artykuł koncentruje się na tematyce medycznych zastosowań technologii laserowej, a z perspektywy praktycznych zastosowań i łańcucha branżowego, przedstawimy obecną sytuację, przyszłe trendy i problemy rozwoju technologii laserowej w leczeniu klinicznym, diagnostyce i industrializacji w Chiny.
01. Technologia terapii laserowej
1. Intensywna laseroterapia
Intensywna terapia laserowa wykorzystuje efekt fototermiczny lasera do koagulacji, odparowania lub cięcia tkanek biologicznych w celu wyeliminowania zmian chorobowych.
Dzięki zaletom mniejszego krwawienia, precyzyjnego pozycjonowania, bezkontaktowego, aseptycznego i mniejszego uszkodzenia otaczających tkanek, intensywne leczenie laserowe jest szeroko stosowane w różnych oddziałach, takich jak okulistyka, dermatologia, urologia, gastroenterologia, stomatologia i otorynolaryngologia.
Wraz z szybkim rozwojem potrzeb medycznych, takich jak okulistyka i terapia precyzyjna, a także robotyka chirurgiczna, oczekuje się, że nowe potężne lasery, takie jak ultraszybkie lasery medyczne, staną się na większą skalę przemysłową i zapewnią nowe sposoby leczenia niektórych trudnych do leczenia chorób. Najnowocześniejsze technologie laserowe reprezentowane przez ultraszybkie lasery (np. lasery pikosekundowe, lasery femtosekundowe) o wyższej selektywności i precyzyjniejszym cięciu stopniowo wykazały potencjał zastosowań w medycynie i naukach przyrodniczych. Lasery femtosekundowe mogą być dostarczane do ogniska w przezroczystych tkankach biologicznych bez tłumienia, przy niewielkim uszkodzeniu termicznym otaczających tkanek i wysokiej dokładności cięcia. Chirurgia laserem femtosekundowym jest uważana za doskonałe kliniczne leczenie okulistyczne ze względu na większą dokładność, bezpieczeństwo i stabilność w porównaniu z konwencjonalnymi procedurami leczenia i innymi procedurami laserowymi.
2. Terapia fotodynamiczna
PDT to nowa, małoinwazyjna metoda leczenia guzów po operacjach, chemioterapii i radioterapii. W terapii PDT dochodzi do szeregu reakcji fotofizyczno-chemicznych, gdy fotosensybilizator jest aktywowany przez określoną długość fali światła laserowego, co powoduje wytwarzanie biotoksycznych reaktywnych form tlenu w celu zabicia docelowych tkanek w celu zastosowania terapii celowanej. W porównaniu z konwencjonalnymi metodami leczenia, PDT jest wysoce selektywna, minimalnie inwazyjna, wielokrotnego użytku, nieoporna i ma tę zaletę, że maksymalizuje integralność tkanek i narządów.
Dzięki ciągłym badaniom nad mechanizmem działania PDT, wskazania PDT zostały stopniowo rozszerzone od początkowego leczenia nowotworu do trzech głównych obszarów terapeutycznych, w tym PDT ukierunkowanej na nowotwór, PDT ukierunkowanej na naczynia i PDT ukierunkowanej na drobnoustroje, które obiecujące zastosowania w nowotworach złośliwych i zmianach przedrakowych, opornych zmianach mikronaczyniowych (takich jak związane z wiekiem zwyrodnienie plamki żółtej dna oka, rumień, rozszerzenie naczyń zatoki żołądkowej itp.) oraz opornych/opornych zakażeniach bakteryjnych. Ma dobre perspektywy zastosowania w dziedzinie opornych/opornych infekcji bakteryjnych.
3. Słaba terapia laserowa
LLLT, znana również jako terapia laserowa o niskiej intensywności lub terapia fotobiomodulacyjna, odnosi się do leczenia chorób poprzez stymulację szeregu reakcji fizjologicznych i biochemicznych w organizmie bez powodowania nieodwracalnych uszkodzeń tkanek biologicznych oraz poprzez regulację, wzmacnianie lub hamowanie tkanki lub ciało.
Najważniejszą cechą LLLT jest to, że jest nieinwazyjna i bezbolesna dla pacjenta, a jej gęstość mocy jest zwykle rzędu miliwatów. Od lat 70. LLLT jest szeroko stosowany klinicznie w Europie Wschodniej, Związku Radzieckim i Chinach. Wraz z rozwojem laserów półprzewodnikowych szeroki zakres długości fal, w tym światło czerwone i bliska podczerwień, został wykorzystany jako źródła leczenia LLLT dla ponad 300 chorób w oddziałach klinicznych, takich jak medycyna, chirurgia, ginekologia, pediatria, okulistyka, otologia, stomatologii itp. Są skuteczne w przyspieszaniu gojenia się ran, łagodzeniu bólu, zmniejszaniu stanu zapalnego, regeneracji tkanek i łagodzeniu zmęczenia mięśni.
02. technologia monitorowania laserowego
Technologie monitorowania medycznego oparte na diodach elektroluminescencyjnych (LED) pojawiają się ze względu na ich zdolność do monitorowania ważnych wskaźników fizjologicznych, takich jak poziom glukozy we krwi i natlenienie krwi. W porównaniu do źródeł światła LED, laserowe źródła światła mają lepsze właściwości optyczne i oferują nowe nieniszczące i dokładne narzędzie monitorowania: minimalnie inwazyjne lub nieinwazyjne monitorowanie, wysoką czułość, wysoką selektywność i długoterminową stabilność, znacznie poprawiające dokładność badań medycznych wyniki monitorowania.
Wraz ze zmianą trybu leczenia, trendem rozwojowym będzie tryb „leczenie szpitalne plus monitorowanie stanu zdrowia w domu”, a precyzyjna technologia monitorowania laserowego staje się ważnym kierunkiem rozwoju sprzętu do monitorowania medycznego. Jeśli chodzi o wysoce czułe laserowe monitorowanie zdrowia, technologia monitorowania laserowego oparta na gazach oddechowych, moczu i krwi jest przedmiotem przyszłego rozwoju.
W obszarze zminiaturyzowanego monitorowania stanu lasera
(1) Rozwój przenośnej technologii monitorowania laserowego, miniaturyzacja i integracja systemu monitorowania laserowego, takiego jak przenośny detektor glukozy i ciśnienia krwi;
② Opracować technologię monitorowania laserowego do noszenia i projektować urządzenia do monitorowania laserowego odpowiednie do noszenia przez ludzi, takie jak inteligentne zegarki do monitorowania laserowego do noszenia;
③ Opracować technologię endoskopowego monitorowania laserowego, łącząc technologię laserową do wykrywania poziomu molekularnego, komórkowego i tkankowego z obecną dojrzałą technologią endoskopową do monitorowania tkanek in vivo w czasie rzeczywistym.
W obszarze inteligentnego monitorowania stanu lasera
(1) Opracowanie funkcji monitorowania laserowego w oparciu o duże zbiory danych, a technologia sztucznej inteligencji stanie się potężnym narzędziem do automatycznego przetwarzania i analizy dużych zbiorów danych biomedycznych;
② Na potrzeby dynamicznych testów medycznych, opracować laserowe źródła światła o niewielkich rozmiarach, niewielkiej wadze, niskim napięciu i zużyciu energii oraz poprawić fizyczne wskaźniki laserów diagnostycznych i wytrzymałość sprzętu, aby spełnić wymagania dotyczące doświadczenia użytkownika;
③ Przyszły rozwój metod leczenia laserowego w kierunku implantacji, badanie biokompatybilności i degradowalności nowych laserów, takich jak mikro i nano lasery.
03. Trend rozwojowy chińskiego przemysłu laserowego
- Chiński przemysł medycyny laserowej jest zdominowany przez małe i średnie przedsiębiorstwa prywatne i staje się coraz bardziej aktywnym obszarem rynkowym dla innowacji i przedsiębiorczości.
- Chińska branża medycyny laserowej przenosi się ze sprzedaży krajowej na rynek globalny, szczególnie napędzana inicjatywą „One Belt, One Road”, coraz więcej krajowych przedsiębiorstw zajmujących się laserowymi urządzeniami medycznymi uzyskało amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA), europejską harmonizację (CE ) kwalifikacje medyczne, a udział eksportu stale rośnie.
- Wraz z wdrożeniem chińskiego systemu rejestracji, certyfikacja i produkcja, badania i rozwój oraz produkcja są stopniowo rozdzielane, a produkcja stron trzecich stała się trendem rozwojowym, który w przyszłości utworzy klastry przemysłowe na dużą skalę na obszarach o skoncentrowanym laserowym przemyśle medycznym .
- Wraz z postępem reformy medycyny w Chinach, wzrostem konsumpcji mieszkańców i poprawą jakości życia, krajowy rynek medyczny ma coraz większe zapotrzebowanie na wysokiej jakości laserowe urządzenia medyczne.
- 04. problemy z medycznym zastosowaniem technologii laserowej w Chinach
- Nie ma drugiej dyscypliny medycyny laserowej. Chociaż medycyna laserowa ma wiele cech, takich jak mocna technologia, wysoka wszechstronność, szeroki zasięg i uniwersalne zastosowanie kliniczne, brak wyraźnego atrybutu dyscyplinarnego uniemożliwił ustanowienie w chińskim systemie edukacji drugorzędnej dyscypliny odpowiadającej medycynie laserowej, co skutkowało brakiem talentów zawodowych i opóźnionego rozwoju dyscypliny.
- Koncentracja przemysłu nie jest duża. Obecnie w Chinach istnieje około 200 przedsiębiorstw produkujących laserowe urządzenia medyczne, głównie małych i średnich przedsiębiorstw prywatnych; z wyjątkiem kilku przedsiębiorstw Nowego Trzeciego Zarządu, nie ma spółki notowanej na giełdzie w zarządzie głównym; większość firm obsługuje tylko jeden lub dwa rodzaje laserowych produktów medycznych, a koncentracja produkcji jest niska.
- Struktura przemysłowa jest nieracjonalna. Krajowe laserowe produkty medyczne są skoncentrowane na środkowym i dolnym końcu łańcucha wartości, a produktów o wysokiej zawartości technologii i wysokiej wartości dodanej jest bardzo niewiele, a zjawisko cienkich zysków z powodu homogenizacji i małej skali produktów jest widoczne; wiele przedsiębiorstw pozostaje w fazie wzajemnego naśladownictwa, brakuje im zdolności i chęci do innowacji oryginalnej i samodzielnej.
- Kombinacja „przemysł-uczelnia-badania” nie stała się skalą. Laserowe zasoby przemysłu medycznego nie są w pełni połączone z silnymi zasobami intelektualnymi i bogatymi zasobami klinicznymi, a główna część przedsiębiorstw w połączeniu „przemysł-uniwersytet-badania” jest oczywiście nieobecna, co powoduje rozłączenie między badaniami a rynkiem oraz zalety istniejących zasobów są trudne do odzwierciedlenia na poziomie przemysłowym.
- Cykl rynkowy domowych laserowych urządzeń medycznych jest zbyt długi. Cykl rynku wyrobów medycznych w Chinach wynosi średnio 3-5 lat, podczas gdy cykl rynku wyrobów medycznych w Stanach Zjednoczonych, Unii Europejskiej i innych rozwiniętych krajach i regionach to na ogół tylko 1-2 lata.
05. Propozycje środków zaradczych
- Stworzyć drugorzędną dyscyplinę „medycyny laserowej”.
Wraz ze stopniową integracją medycyny laserowej 019 China Engineering Science 2020 Cz. 22 nr 3 z medycyną kliniczną, obecny tryb kształcenia talentów w szkołach medycznych z trudem dorównuje ogólnokrajowemu zapotrzebowaniu na zaawansowanych specjalistów medycyny laserowej. Proponuje się utworzenie dyscypliny II stopnia „medycyna laserowa” w ramach dyscypliny I stopnia medycyny klinicznej oraz zbudowanie kompletnego systemu kształcenia na poziomie licencjat – magister – doktor, co jest najlepszym sposobem promowania wzajemne nawożenie „medycyny i przemysłu” i zapewnienie długoterminowego rozwoju medycyny laserowej w Chinach, jest to ważny środek promujący wzajemne nawożenie „inżynierii medycznej” i zapewnienie długoterminowego rozwoju medycyny laserowej w Chinach .
- Budowa platformy nauki i innowacji w medycynie laserowej
Z kluczowymi i specjalnymi szpitalami klinicznymi jako jednostkami wspierającymi i odpowiednimi zaletami instytucji szkolnictwa wyższego, instytutów badawczych i przedsiębiorstw high-tech, zostanie utworzone krajowe centrum badawcze inżynierii laserowej medycznej tłumaczenia klinicznego. Centrum będzie się różnić od krajowych kluczowych laboratoriów fotoelektryczności, ale będzie przyciągane przez rzeczywiste potrzeby kliniczne, gromadzić krajowe korzystne atuty badawcze, koncentrować się na ścisłej współpracy z przedsiębiorstwami w celu promowania industrializacji, koncentrować się na podstawowych kluczowych technologiach związanych z diagnostyką laserową , leczenie laserowe i monitorowanie laserowe oraz pomoc w transformacji klinicznej, demonstracji i promocji technologii leczenia laserowego w Chinach.
- Wspieraj branże związane z laserowymi urządzeniami medycznymi
W przypadku laserowych parków przemysłowych i zewnętrznych platform produkcyjnych laserowych urządzeń medycznych zapewnimy wsparcie polityczne w zakresie gruntów, kapitału, podatków i talentów oraz utrzymamy ciągłość; świadczenie finansowych i prawnych usług publicznych w celu wspierania rozwoju przemysłowego oraz promowania współdzielenia i efektywnego wykorzystania zasobów publicznych.
