SUTURA LASER-INDOTTA DI TESSUTI BIOLOGICI Progetto Negli anni recenti, la tecnica di saldatura...

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SUTURA LASER-INDOTTA DI TESSUTI BIOLOGICI SUTURA LASER-INDOTTA DI TESSUTI BIOLOGICI Progetto Progetto Negli anni recenti, la tecnica di saldatura laser-indotta di tessuti biologici è stata proposta a Negli anni recenti, la tecnica di saldatura laser-indotta di tessuti biologici è stata proposta a livello sperimentale in sostituzione della sutura tradizionale per l’applicazione in svariati campi livello sperimentale in sostituzione della sutura tradizionale per l’applicazione in svariati campi medico-chirurgici, come la microchirurgia vascolare, o per la riparazione di cute, fistole bronchiali, medico-chirurgici, come la microchirurgia vascolare, o per la riparazione di cute, fistole bronchiali, nervi, tendini, ecc. nervi, tendini, ecc. I vantaggi potenziali dell’impiego del laser rispetto al filo chirurgico sono una riduzione dei tempi I vantaggi potenziali dell’impiego del laser rispetto al filo chirurgico sono una riduzione dei tempi di intervento, una minore reazione infiammatoria ed un migliore processo di guarigione dei tessuti di intervento, una minore reazione infiammatoria ed un migliore processo di guarigione dei tessuti riparati, con ridotto effetto cicatriziale. riparati, con ridotto effetto cicatriziale. Applicazioni in Chirurgia Oculistica Applicazioni in Chirurgia Oculistica La sutura di tessuto corneale tramite saldatura con laser a diodo è La sutura di tessuto corneale tramite saldatura con laser a diodo è una proposta originale di Luca Menabuoni (chirurgo oculista) e di una proposta originale di Luca Menabuoni (chirurgo oculista) e di Roberto Pini (fisico CNR), che ha ottenuto l’approvazione del Roberto Pini (fisico CNR), che ha ottenuto l’approvazione del Ministero della Salute per la sperimentazione sia pre-clinica che Ministero della Salute per la sperimentazione sia pre-clinica che clinica. clinica. La tecnica viene impiegata nel trapianto di cornea in sostituzione La tecnica viene impiegata nel trapianto di cornea in sostituzione della sutura continua a filo, dopo essere stata sperimentata con della sutura continua a filo, dopo essere stata sperimentata con successo nella chirurgia delle ferite perforanti e della cataratta. successo nella chirurgia delle ferite perforanti e della cataratta. Si basa sull’applicazione di un fotosensibilizzante nel taglio Si basa sull’applicazione di un fotosensibilizzante nel taglio corneale (ad es. una soluzione di Indocyanine Green), seguita da corneale (ad es. una soluzione di Indocyanine Green), seguita da irraggiamento con laser a diodo di potenza medio-bassa. Il irraggiamento con laser a diodo di potenza medio-bassa. Il fotosensibilizzante ha lo scopo di assorbire selettivamente la fotosensibilizzante ha lo scopo di assorbire selettivamente la radiazione del laser a diodo che emette alla lunghezza d’onda di radiazione del laser a diodo che emette alla lunghezza d’onda di 800 nanometri. 800 nanometri. L’effetto che si produce è quello di una sigillatura immediata dei L’effetto che si produce è quello di una sigillatura immediata dei margini della ferita, con una buona tenuta meccanica e senza margini della ferita, con una buona tenuta meccanica e senza effetti indesiderati nei tessuti circostanti. Inoltre il processo effetti indesiderati nei tessuti circostanti. Inoltre il processo di guarigione che si produce risulta molto più rapido ed efficiente di guarigione che si produce risulta molto più rapido ed efficiente rispetto a quello della sutura tradizionale. rispetto a quello della sutura tradizionale. Applicazioni in Chirurgia Vascolare e Neurochirurgia Applicazioni in Chirurgia Vascolare e Neurochirurgia La saldatura con laser a diodo viene sperimentata anche per eseguire La saldatura con laser a diodo viene sperimentata anche per eseguire anastomosi termino-terminali e termino-laterali di vasi sanguigni, di anastomosi termino-terminali e termino-laterali di vasi sanguigni, di impiego nella Chirurgia Ricostruttiva e in Neurochirurgia. In impiego nella Chirurgia Ricostruttiva e in Neurochirurgia. In quest’ultimo campo di applicazione, il laser realizza le suture quest’ultimo campo di applicazione, il laser realizza le suture necessarie per il by-pass della carotide in tempi notevolmente più necessarie per il by-pass della carotide in tempi notevolmente più brevi rispetto quelli della tecnica tradizionale. brevi rispetto quelli della tecnica tradizionale. PROGRAMMA REGIONALE DI AZIONI INNOVATIVE PROGRAMMA REGIONALE DI AZIONI INNOVATIVE Innovazione tecnologica in Toscana - ITT Innovazione tecnologica in Toscana - ITT Obiettivo di OPTOMED è lo sviluppo di strumentazione e metodiche innovative di Obiettivo di OPTOMED è lo sviluppo di strumentazione e metodiche innovative di impiego nella chirurgia oculistica e il loro trasferimento in ambito impiego nella chirurgia oculistica e il loro trasferimento in ambito industriale ed ospedaliero. industriale ed ospedaliero. In particolare, sono stati realizzati prototipi di sistemi laser chirurgici a In particolare, sono stati realizzati prototipi di sistemi laser chirurgici a diodo, strumenti oftalmologici per la diagnostica intra- e post-operatoria, diodo, strumenti oftalmologici per la diagnostica intra- e post-operatoria, nuove forme farmaceutiche di fotosensibilizzanti, da impiegarsi congiuntamente nuove forme farmaceutiche di fotosensibilizzanti, da impiegarsi congiuntamente nella saldatura laser della cornea. nella saldatura laser della cornea. I nuovi strumenti e le nuove tecnologie si applicano in procedure chirurgiche I nuovi strumenti e le nuove tecnologie si applicano in procedure chirurgiche come la cheratoplastica perforante (cioè il trapianto di cornea), nel come la cheratoplastica perforante (cioè il trapianto di cornea), nel trattamento delle ferite perforanti della cornea e nella cataratta allo scopo trattamento delle ferite perforanti della cornea e nella cataratta allo scopo di realizzare la saldatura laser-indotta della cornea in sostituzione della di realizzare la saldatura laser-indotta della cornea in sostituzione della sutura tradizionale con filo chirurgico. sutura tradizionale con filo chirurgico. Soggetti coinvolti nella ideazione e realizzazione del progetto sono stati due Soggetti coinvolti nella ideazione e realizzazione del progetto sono stati due centri di ricerca sulle tecnologie optoelettroniche (Istituto di Fisica centri di ricerca sulle tecnologie optoelettroniche (Istituto di Fisica Applicata del CNR e Consorzio CEO-CLAM) e quattro fra le più importanti Applicata del CNR e Consorzio CEO-CLAM) e quattro fra le più importanti cliniche oculistiche universitarie e del servizio ospedaliero pubblico della cliniche oculistiche universitarie e del servizio ospedaliero pubblico della Toscana. Toscana. La componente industriale è formata da otto imprese (sei di esse in Area La componente industriale è formata da otto imprese (sei di esse in Area Obiettivo 2) operanti nei settori delle tecnologie laser, della produzione Obiettivo 2) operanti nei settori delle tecnologie laser, della produzione farmaceutica, della diagnostica medica, della produzione di componenti ottici farmaceutica, della diagnostica medica, della produzione di componenti ottici ed elettronici, dei servizi per il sistema sanitario. ed elettronici, dei servizi per il sistema sanitario. PARTENARIATO PARTENARIATO Centro di Eccellenza Optronica Centro di Eccellenza Optronica Unità Centro Laser Applicazioni Mediche Unità Centro Laser Applicazioni Mediche CEO-CLAM CEO-CLAM Istituto di Fisica Applicata "Nello Istituto di Fisica Applicata "Nello Carrara" Consiglio nazionale delle Carrara" Consiglio nazionale delle Ricerche Ricerche Clinica Oculistica II, Clinica Oculistica II, Dip. Scienze Chirurgiche Oto-Neuro- Dip. Scienze Chirurgiche Oto-Neuro- Oftalmologiche, Università di Firenze Oftalmologiche, Università di Firenze Dip. Scienze Oftalmologiche e Dip. Scienze Oftalmologiche e Neurochirurgiche, Università di Siena Neurochirurgiche, Università di Siena S.O. Oculistico, ASL 4 Prato S.O. Oculistico, ASL 4 Prato Ospedale della Misericordia e Dolce Ospedale della Misericordia e Dolce S.O. Oculistico, ASL 10 Firenze, S.O. Oculistico, ASL 10 Firenze, c/o I.O.T. c/o I.O.T. Dipartimento di Anatomia Umana Dipartimento di Anatomia Umana Università di Firenze Università di Firenze Istituto di Neurochirurgia Istituto di Neurochirurgia Univ. Cattolica, Policlinico A.Gemelli Univ. Cattolica, Policlinico A.Gemelli ACTIS - Active Sensors srl ACTIS - Active Sensors srl Molteni Farmaceutici SpA Molteni Farmaceutici SpA Ital TBS SpA Ital TBS SpA CSO (Strumenti Oftalmici) srl CSO (Strumenti Oftalmici) srl Gestione SILO srl Gestione SILO srl EUREL srl EUREL srl LOTO LOTO EL.EN. SpA EL.EN. SpA Responsabile Scientifico: Responsabile Scientifico: Dr. Roberto Pini Dr. Roberto Pini IFAC-CNR IFAC-CNR Via Madonna del Piano Via Madonna del Piano 50019 Sesto Fiorentino (FI) - 50019 Sesto Fiorentino (FI) - Italy Italy Tel +39 055 5225 303 Tel +39 055 5225 303 Fax +39 055 5225 305 Fax +39 055 5225 305 E-mail: [email protected] E-mail: [email protected] Consiglio Nazionale delle Ricerche Unione Europea Repubblica Italiana Regione Toscana Unione Europea Anastomosi laser-assistita su una Anastomosi laser-assistita su una arteria di piccolo calibro (0.5 arteria di piccolo calibro (0.5 mm) mm) By-pass venoso su arteria By-pass venoso su arteria realizzato con sutura laser realizzato con sutura laser Intervento di trapianto di cornea con Intervento di trapianto di cornea con sutura laser sutura laser Aspetto di una cornea Aspetto di una cornea trapiantata con sutura laser a trapiantata con sutura laser a 6 mesi dall’ intervento 6 mesi dall’ intervento Sutura di una ferita corneale Sutura di una ferita corneale con saldatura laser con saldatura laser Laser a diodo sviluppato per la Laser a diodo sviluppato per la sutura laser-indotta sutura laser-indotta

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SUTURA LASER-INDOTTA DI TESSUTI BIOLOGICISUTURA LASER-INDOTTA DI TESSUTI BIOLOGICI

Progetto Progetto

Negli anni recenti, la tecnica di saldatura laser-indotta di tessuti biologici è stata proposta a livello sperimentale in Negli anni recenti, la tecnica di saldatura laser-indotta di tessuti biologici è stata proposta a livello sperimentale in sostituzione della sutura tradizionale per l’applicazione in svariati campi medico-chirurgici, come la microchirurgia sostituzione della sutura tradizionale per l’applicazione in svariati campi medico-chirurgici, come la microchirurgia vascolare, o per la riparazione di cute, fistole bronchiali, nervi, tendini, ecc. vascolare, o per la riparazione di cute, fistole bronchiali, nervi, tendini, ecc.   I vantaggi potenziali dell’impiego del laser rispetto al filo chirurgico sono una riduzione dei tempi di intervento, una minore I vantaggi potenziali dell’impiego del laser rispetto al filo chirurgico sono una riduzione dei tempi di intervento, una minore reazione infiammatoria ed un migliore processo di guarigione dei tessuti riparati, con ridotto effetto cicatriziale.reazione infiammatoria ed un migliore processo di guarigione dei tessuti riparati, con ridotto effetto cicatriziale.

Applicazioni in Chirurgia OculisticaApplicazioni in Chirurgia Oculistica  La sutura di tessuto corneale tramite saldatura con laser a diodo è una proposta La sutura di tessuto corneale tramite saldatura con laser a diodo è una proposta originale di Luca Menabuoni (chirurgo oculista) e di Roberto Pini (fisico CNR), originale di Luca Menabuoni (chirurgo oculista) e di Roberto Pini (fisico CNR), che ha ottenuto l’approvazione del Ministero della Salute per la che ha ottenuto l’approvazione del Ministero della Salute per la sperimentazione sia pre-clinica che clinica. sperimentazione sia pre-clinica che clinica. La tecnica viene impiegata nel trapianto di cornea in sostituzione della sutura La tecnica viene impiegata nel trapianto di cornea in sostituzione della sutura continua a filo, dopo essere stata sperimentata con successo nella chirurgia continua a filo, dopo essere stata sperimentata con successo nella chirurgia delle ferite perforanti e della cataratta. delle ferite perforanti e della cataratta. Si basa sull’applicazione di un fotosensibilizzante nel taglio corneale (ad es. una Si basa sull’applicazione di un fotosensibilizzante nel taglio corneale (ad es. una soluzione di Indocyanine Green), seguita da irraggiamento con laser a diodo di soluzione di Indocyanine Green), seguita da irraggiamento con laser a diodo di potenza medio-bassa. Il fotosensibilizzante ha lo scopo di assorbire potenza medio-bassa. Il fotosensibilizzante ha lo scopo di assorbire selettivamente la radiazione del laser a diodo che emette alla lunghezza d’onda selettivamente la radiazione del laser a diodo che emette alla lunghezza d’onda di 800 nanometri. di 800 nanometri.   L’effetto che si produce è quello di una sigillatura immediata dei margini della L’effetto che si produce è quello di una sigillatura immediata dei margini della ferita, con una buona tenuta meccanica e senza effetti indesiderati nei tessuti ferita, con una buona tenuta meccanica e senza effetti indesiderati nei tessuti circostanti. Inoltre il processo di guarigione che si produce risulta molto più circostanti. Inoltre il processo di guarigione che si produce risulta molto più rapido ed efficiente rispetto a quello della sutura tradizionale.rapido ed efficiente rispetto a quello della sutura tradizionale.

Applicazioni in Chirurgia Vascolare e NeurochirurgiaApplicazioni in Chirurgia Vascolare e Neurochirurgia  La saldatura con laser a diodo viene sperimentata anche per eseguire anastomosi La saldatura con laser a diodo viene sperimentata anche per eseguire anastomosi termino-terminali e termino-laterali di vasi sanguigni, di impiego nella Chirurgia termino-terminali e termino-laterali di vasi sanguigni, di impiego nella Chirurgia Ricostruttiva e in Neurochirurgia. In quest’ultimo campo di applicazione, il laser Ricostruttiva e in Neurochirurgia. In quest’ultimo campo di applicazione, il laser realizza le suture necessarie per il by-pass della carotide in tempi notevolmente più realizza le suture necessarie per il by-pass della carotide in tempi notevolmente più brevi rispetto quelli della tecnica tradizionale.brevi rispetto quelli della tecnica tradizionale.

  PROGRAMMA REGIONALE DI AZIONI INNOVATIVEPROGRAMMA REGIONALE DI AZIONI INNOVATIVE

Innovazione tecnologica in Toscana - ITTInnovazione tecnologica in Toscana - ITT          Obiettivo di OPTOMED è lo sviluppo di strumentazione e metodiche innovative di impiego nella Obiettivo di OPTOMED è lo sviluppo di strumentazione e metodiche innovative di impiego nella chirurgia oculistica e il loro trasferimento in ambito industriale ed ospedaliero. chirurgia oculistica e il loro trasferimento in ambito industriale ed ospedaliero.   In particolare, sono stati realizzati prototipi di sistemi laser chirurgici a diodo, strumenti In particolare, sono stati realizzati prototipi di sistemi laser chirurgici a diodo, strumenti oftalmologici per la diagnostica intra- e post-operatoria, nuove forme farmaceutiche di oftalmologici per la diagnostica intra- e post-operatoria, nuove forme farmaceutiche di fotosensibilizzanti, da impiegarsi congiuntamente nella saldatura laser della cornea. fotosensibilizzanti, da impiegarsi congiuntamente nella saldatura laser della cornea.   I nuovi strumenti e le nuove tecnologie si applicano in procedure chirurgiche come la I nuovi strumenti e le nuove tecnologie si applicano in procedure chirurgiche come la cheratoplastica perforante (cioè il trapianto di cornea), nel trattamento delle ferite perforanti cheratoplastica perforante (cioè il trapianto di cornea), nel trattamento delle ferite perforanti della cornea e nella cataratta allo scopo di realizzare la saldatura laser-indotta della cornea in della cornea e nella cataratta allo scopo di realizzare la saldatura laser-indotta della cornea in sostituzione della sutura tradizionale con filo chirurgico. sostituzione della sutura tradizionale con filo chirurgico.   Soggetti coinvolti nella ideazione e realizzazione del progetto sono stati due centri di ricerca Soggetti coinvolti nella ideazione e realizzazione del progetto sono stati due centri di ricerca sulle tecnologie optoelettroniche (Istituto di Fisica Applicata del CNR e Consorzio CEO-CLAM) e sulle tecnologie optoelettroniche (Istituto di Fisica Applicata del CNR e Consorzio CEO-CLAM) e quattro fra le più importanti cliniche oculistiche universitarie e del servizio ospedaliero quattro fra le più importanti cliniche oculistiche universitarie e del servizio ospedaliero pubblico della Toscana. pubblico della Toscana.   La componente industriale è formata da otto imprese (sei di esse in Area Obiettivo 2) operanti La componente industriale è formata da otto imprese (sei di esse in Area Obiettivo 2) operanti nei settori delle tecnologie laser, della produzione farmaceutica, della diagnostica medica, nei settori delle tecnologie laser, della produzione farmaceutica, della diagnostica medica, della produzione di componenti ottici ed elettronici, dei servizi per il sistema sanitario.della produzione di componenti ottici ed elettronici, dei servizi per il sistema sanitario.

  PARTENARIATOPARTENARIATO  Centro di Eccellenza OptronicaCentro di Eccellenza OptronicaUnità Centro Laser Applicazioni Mediche Unità Centro Laser Applicazioni Mediche – – CEO-CLAMCEO-CLAM  

Istituto di Fisica Applicata "Nello Carrara" Istituto di Fisica Applicata "Nello Carrara" Consiglio nazionale delle RicercheConsiglio nazionale delle Ricerche  

Clinica Oculistica II, Clinica Oculistica II, Dip. Scienze Chirurgiche Oto-Neuro-Dip. Scienze Chirurgiche Oto-Neuro-Oftalmologiche, Università di FirenzeOftalmologiche, Università di Firenze  

Dip. Scienze Oftalmologiche e Dip. Scienze Oftalmologiche e Neurochirurgiche, Università di Siena Neurochirurgiche, Università di Siena   

S.O. Oculistico, ASL 4 PratoS.O. Oculistico, ASL 4 PratoOspedale della Misericordia e DolceOspedale della Misericordia e Dolce  

S.O. Oculistico, ASL 10 Firenze, S.O. Oculistico, ASL 10 Firenze, c/o I.O.T.c/o I.O.T.  

Dipartimento di Anatomia UmanaDipartimento di Anatomia UmanaUniversità di FirenzeUniversità di Firenze  

Istituto di NeurochirurgiaIstituto di NeurochirurgiaUniv. Cattolica, Policlinico A.GemelliUniv. Cattolica, Policlinico A.Gemelli

ACTIS - Active Sensors srl ACTIS - Active Sensors srl   

Molteni Farmaceutici SpAMolteni Farmaceutici SpA  

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Anastomosi laser-assistita su una Anastomosi laser-assistita su una arteria di piccolo calibro (0.5 mm) arteria di piccolo calibro (0.5 mm)

By-pass venoso su arteria realizzato By-pass venoso su arteria realizzato con sutura lasercon sutura laser

Intervento di trapianto di cornea con sutura Intervento di trapianto di cornea con sutura laserlaser

Aspetto di una cornea trapiantata con Aspetto di una cornea trapiantata con sutura laser a 6 mesi dall’ interventosutura laser a 6 mesi dall’ intervento

Sutura di una ferita corneale con Sutura di una ferita corneale con saldatura lasersaldatura laser

Laser a diodo sviluppato per la sutura laser-Laser a diodo sviluppato per la sutura laser-indottaindotta