Analyse medizinischer Anwendungen und industrieller Entwicklung der Lasertechnologie

Dieser Artikel konzentriert sich auf das Thema medizinische Anwendungen der Lasertechnologie. Aus der Perspektive praktischer Anwendungen und der Industriekette werden wir die aktuelle Situation, zukünftige Trends und Probleme der Entwicklung der Lasertechnologie in der klinischen Behandlung, Diagnose und Industrialisierung untersuchen China.
01. Lasertherapie-Technologie
1. Intensive Lasertherapie
Die intensive Lasertherapie nutzt den photothermischen Effekt des Lasers, um biologisches Gewebe zu koagulieren, zu verdampfen oder zu schneiden, um Läsionen zu beseitigen.

Mit den Vorteilen geringerer Blutungen, präziser Positionierung, berührungsloser, aseptischer und geringerer Schädigung des umgebenden Gewebes wird die intensive Laserbehandlung in verschiedenen Abteilungen wie Augenheilkunde, Dermatologie, Urologie, Gastroenterologie, Stomatologie und Hals-Nasen-Ohrenheilkunde häufig eingesetzt.
Mit der rasanten Entwicklung medizinischer Bedürfnisse wie Augenheilkunde und Präzisionstherapie sowie chirurgischer Robotik wird erwartet, dass neue leistungsstarke Laser wie medizinische Ultrakurzpulslaser einen größeren industriellen Maßstab erreichen und eine neue Möglichkeit zur Behandlung bestimmter hartnäckiger Krankheiten bieten. Modernste Lasertechnologien wie ultraschnelle Laser (z. B. Pikosekundenlaser, Femtosekundenlaser) mit höherer Selektivität und präziserem Schneiden haben nach und nach Potenzial für die Anwendung in medizinischen Anwendungen und den Biowissenschaften gezeigt. Femtosekundenlaser können ohne Abschwächung zum Fokuspunkt in transparenten biologischen Geweben geführt werden, mit geringer thermischer Schädigung des umgebenden Gewebes und hoher Schnittgenauigkeit. Die Femtosekundenlaserchirurgie gilt aufgrund ihrer höheren Genauigkeit, Sicherheit und Stabilität im Vergleich zu herkömmlichen Behandlungsverfahren und anderen Laserverfahren als die perfekte klinische Augenbehandlung.
2. Photodynamische Therapie
PDT ist eine neue minimalinvasive Behandlung von Tumoren nach Operationen, Chemotherapie und Strahlentherapie. Bei der PDT kommt es zu einer Reihe photophysikalisch-chemischer Reaktionen, wenn ein Photosensibilisator durch eine bestimmte Wellenlänge des Laserlichts aktiviert wird und biotoxische reaktive Sauerstoffspezies erzeugt, um Zielgewebe für eine gezielte Therapie abzutöten. Im Vergleich zu herkömmlichen Behandlungen ist die PDT hochselektiv, minimalinvasiv, wiederverwendbar, nicht resistent und hat den Vorteil, die Gewebe- und Organintegrität zu maximieren.

Mit der kontinuierlichen Erforschung des Wirkungsmechanismus der PDT wurden die Indikationen der PDT schrittweise von der anfänglichen Tumorbehandlung auf drei große Therapiebereiche ausgeweitet, darunter die auf Tumore ausgerichtete PDT, die auf Gefäße gerichtete PDT und die auf Mikroben gerichtete PDT vielversprechende Anwendungen bei bösartigen Tumoren und präkanzerösen Läsionen, refraktären mikrovaskulären Läsionen (wie altersbedingte Makuladegeneration des Fundus, Erythem, Vasodilatation der Magenhöhlen usw.) und refraktären/resistenten mikrobiellen Infektionen. Es hat gute Aussichten für die Anwendung im Bereich refraktärer/resistenter mikrobieller Infektionen.

3. Schwache Lasertherapie
LLLT, auch bekannt als Low-Intensity-Lasertherapie oder Photobiomodulationstherapie, bezieht sich auf die Behandlung von Krankheiten durch Stimulierung einer Reihe physiologischer und biochemischer Reaktionen im Körper, ohne irreversible Schäden an biologischen Geweben zu verursachen, und durch Regulierung, Verbesserung oder Hemmung der Gewebe- oder Geweberegeneration Körper.
Das wichtigste Merkmal von LLLT ist, dass es nichtinvasiv und schmerzlos für den Patienten ist und seine Leistungsdichte normalerweise in der Größenordnung von Milliwatt liegt. Seit den 1970er Jahren wird LLLT in Osteuropa, der Sowjetunion und China in großem Umfang klinisch eingesetzt. Mit der Entwicklung von Halbleiterlasern wurde ein breites Spektrum an Wellenlängen, darunter rotes und nahinfrarotes Licht, als LLLT-Behandlungsquellen für mehr als 300 Krankheiten in klinischen Abteilungen wie Medizin, Chirurgie, Gynäkologie, Pädiatrie, Augenheilkunde, Otologie usw. eingesetzt. Stomatologie usw. Sie fördern wirksam die Wundheilung, Schmerzlinderung, Entzündungsreduzierung, Geweberegeneration und Linderung von Muskelermüdung.

02. Laserüberwachungstechnik

Medizinische Überwachungstechnologien auf Basis von Leuchtdioden (LED) sind auf dem Vormarsch, da sie wichtige physiologische Indikatoren wie Blutzucker und Blutsauerstoff überwachen können. Im Vergleich zu LED-Lichtquellen weisen Laserlichtquellen bessere optische Eigenschaften auf und bieten ein neues zerstörungsfreies und genaues Überwachungstool: minimalinvasive oder nichtinvasive Überwachung, hohe Empfindlichkeit, hohe Selektivität und Langzeitstabilität, wodurch die Genauigkeit medizinischer Untersuchungen erheblich verbessert wird Überwachungsergebnisse.
Mit der Änderung des medizinischen Behandlungsmodus wird der Modus „Krankenhausbehandlung plus häusliche Gesundheitsüberwachung“ der Entwicklungstrend sein, und die präzise Laserüberwachungstechnologie wird zu einer wichtigen Entwicklungsrichtung für medizinische Überwachungsgeräte. Im Hinblick auf die hochsensible Laser-Gesundheitsüberwachung steht die Laserüberwachungstechnologie auf Basis von Atemgas, Urin und Blut im Mittelpunkt der zukünftigen Entwicklung.
Im Bereich der miniaturisierten Laser-Gesundheitsüberwachung
(1) Entwicklung tragbarer Laserüberwachungstechnologie, Miniaturisierung und Integration von Laserüberwachungssystemen, wie tragbaren Blutzucker- und Blutdruckmessgeräten;
② Entwicklung tragbarer Laserüberwachungstechnologie und Entwicklung von Laserüberwachungsgeräten, die für den menschlichen Gebrauch geeignet sind, wie beispielsweise tragbare intelligente Laserüberwachungsuhren;
③ Entwicklung einer endoskopischen Laserüberwachungstechnologie, die die Lasertechnologie zur Erkennung auf molekularer, zellulärer und Gewebeebene mit der derzeit ausgereiften endoskopischen Technologie zur Echtzeitüberwachung von In-vivo-Geweben kombiniert.
Im Bereich der intelligenten Laser-Gesundheitsüberwachung
(1) Auf Big Data basierende Laserüberwachungsfunktionen entwickeln, und die Technologie der künstlichen Intelligenz wird zu einem leistungsstarken Werkzeug für die automatisierte Verarbeitung und Analyse biomedizinischer Big Data;
② Entwickeln Sie für dynamische medizinische Testanforderungen Laserlichtquellen mit geringer Größe, geringem Gewicht, niedriger Spannung und geringem Stromverbrauch und verbessern Sie die physikalischen Indikatoren von Diagnoselasern und die Gerätelebensdauer, um den Anforderungen an die Benutzererfahrung gerecht zu werden.
③ Zukünftige Entwicklung von Laserbehandlungsmethoden in Richtung Implantation, Erforschung der Biokompatibilität und Abbaubarkeit neuer Laser wie Mikro- und Nanolaser.

03. Entwicklungstrend der chinesischen Lasermedizinindustrie

• Chinas lasermedizinische Industrie wird von kleinen und mittleren Privatunternehmen dominiert und entwickelt sich zu einem aktiveren Marktbereich für Innovation und Unternehmertum.
• Chinas lasermedizinische Industrie verlagert sich vom Inlandsabsatz auf den globalen Markt, insbesondere angetrieben durch die „One Belt, One Road“-Initiative. Immer mehr inländische Lasermedizingeräteunternehmen haben die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) und die europäische Harmonisierung (CE) erhalten ) medizinische Qualifikation, und der Exportanteil nimmt stetig zu.
• Mit der Einführung des chinesischen Registrarsystems werden Zertifizierung und Produktion, Forschung und Entwicklung sowie Fertigung schrittweise getrennt, und die Fertigung durch Dritte ist zum Entwicklungstrend geworden, der in Zukunft große Industriecluster in Gebieten mit konzentrierter lasermedizinischer Industrie bilden wird .
• Da die Gesundheitsreform in China voranschreitet, der Konsum der Bevölkerung steigt und sich die Lebensqualität verbessert, besteht auf dem heimischen Medizinmarkt eine stärkere Nachfrage nach hochwertigen medizinischen Lasergeräten.
• 04. Probleme bei der medizinischen Anwendung der Lasertechnologie in China
• Es gibt keine Nebendisziplin der Lasermedizin. Obwohl die Lasermedizin viele Merkmale wie starke Technologie, hohe Vollständigkeit, breite Abdeckung und universelle klinische Anwendung aufweist, hat das Fehlen einer klaren disziplinären Eigenschaft die Etablierung einer sekundären Disziplin, die der Lasermedizin entspricht, im chinesischen Bildungssystem verhindert, was zu einem Mangel an solchen geführt hat berufliche Talente und verzögerte Entwicklung der Disziplin.
• Die Konzentration der Branche ist nicht hoch. Derzeit gibt es in China etwa 200 Unternehmen für medizinische Lasergeräte, hauptsächlich kleine und mittlere Privatunternehmen; Abgesehen von einigen neuen Third-Board-Unternehmen gibt es kein börsennotiertes Unternehmen; Die meisten Unternehmen betreiben nur ein bis zwei Arten von medizinischen Laserprodukten und die Produktionskonzentration ist gering.
• Die Industriestruktur ist unzumutbar. Inländische medizinische Laserprodukte konzentrieren sich auf das mittlere und untere Ende der Wertschöpfungskette, und es gibt nur sehr wenige hochtechnologische Inhalte und Produkte mit hoher Wertschöpfung, und das Phänomen geringer Gewinne aufgrund der Homogenisierung und des geringen Produktumfangs ist vorherrschend; Viele Unternehmen bleiben in der Phase der gegenseitigen Nachahmung, da ihnen die Fähigkeit und Bereitschaft zu origineller Innovation und unabhängiger Innovation fehlt.
• Die Kombination „Industrie-Universität-Forschung“ ist nicht zu einer Skala geworden. Die Ressourcen der lasermedizinischen Industrie sind nicht vollständig mit starken intellektuellen Ressourcen und reichhaltigen klinischen Ressourcen kombiniert, und die Hauptgruppe der Unternehmen in der Kombination „Industrie-Universität-Forschung“ fehlt offensichtlich, was zu einer Trennung zwischen Forschung und Markt und den Vorteilen führt der vorhandenen Ressourcen lassen sich nur schwer auf industrieller Ebene widerspiegeln.
• Der Marktzyklus für inländische medizinische Lasergeräte ist zu lang. Der Marktzyklus für medizinische Geräte in China beträgt durchschnittlich 3 bis 5 Jahre, während der Marktzyklus für medizinische Geräte in den Vereinigten Staaten, der Europäischen Union und anderen entwickelten Ländern und Regionen im Allgemeinen nur 1 bis 2 Jahre beträgt.

05. Vorschläge für Gegenmaßnahmen

• Aufbau einer Nebendisziplin „Lasermedizin“.

Mit der schrittweisen Integration der Lasermedizin 019 China Engineering Science 2020 Vol. 22 Nr. 3: Mit der klinischen Medizin kann die derzeitige Art und Weise, Talente an medizinischen Fakultäten auszubilden, kaum den nationalen Bedarf an fortgeschrittenen Fachkräften in der Lasermedizin decken. Es wird vorgeschlagen, eine zweite Disziplin der „Lasermedizin“ unter der ersten Disziplin der klinischen Medizin einzurichten und ein vollständiges Ausbildungssystem aus Bachelor-, Master- und Doktorgraden aufzubauen, was die beste Möglichkeit zur Förderung darstellt gegenseitige Befruchtung von „Medizin und Industrie“ und Sicherstellung der langfristigen Entwicklung der Lasermedizin in China. Dies ist eine wichtige Maßnahme, um die gegenseitige Befruchtung von „Medizintechnik“ zu fördern und die langfristige Entwicklung der Lasermedizin in China sicherzustellen .

• Aufbau einer Innovationsplattform für Lasermedizin-Wissenschaft und -Technologie

Mit den wichtigsten und speziellen klinischen Krankenhäusern als unterstützenden Einheiten und den jeweiligen Vorteilen von Hochschuleinrichtungen, Forschungsinstituten und High-Tech-Unternehmen wird ein landesweites Forschungszentrum für lasermedizinische klinische Translationstechnik eingerichtet. Das Zentrum wird sich von den nationalen Schlüssellaboren für Photoelektrizität unterscheiden, sich jedoch an den tatsächlichen klinischen Bedürfnissen orientieren, die vorteilhaften Forschungsstärken des Landes bündeln, sich auf eine enge Zusammenarbeit mit Unternehmen zur Förderung der Industrialisierung konzentrieren und sich auf die Kernschlüsseltechnologien der Laserdiagnose konzentrieren , Laserbehandlung und Laserüberwachung und helfen bei der klinischen Transformation, Demonstration und Förderung der Laserbehandlungstechnologie in China.

• Unterstützen Sie Branchen im Zusammenhang mit Laser-Medizingeräten

Für lasermedizinische Industrieparks und Fertigungsplattformen Dritter für lasermedizinische Geräte werden wir politische Unterstützung in den Bereichen Land, Kapital, Steuern und Talente leisten und die Kontinuität wahren; Bereitstellung finanzieller und rechtlicher öffentlicher Dienstleistungen zur Unterstützung der industriellen Entwicklung und Förderung der gemeinsamen Nutzung und effizienten Nutzung öffentlicher Ressourcen.