激光切割因精准、无需接触而被视为外科手术的幻想对象，但在骨骼等硬组织中，经久存在切割速度慢、深度不足的问题。如今，瑞士巴塞尔大年夜学研究团队开辟出一种新型的“平顶”手术激光，使骨组织切割比以往更深、更快，为激光在骨科手术中的应用供给了更多场景。相干成果揭橥在最新一期《科学申报》杂志上。

实验中，团队在牛骨样本上比较了两种光束，并应用紧缩空气和水冷却防止热毁伤。成果显示，传统高斯光束切割深度约2.6厘米，而“平顶”激光束可达4.4厘米，接近4.5厘米的幻想深度。研究人员指出，这种设计使激光在更深地位仍保持高效力。

研究团队发明，限制激光切割深度的关键在于光束内部能量分布不均。传统高斯光束在中间最强，向边沿逐渐减弱，类似手电筒光束。在切割加深时，瘦语侧壁会接收大年夜量能量，导致瘦语底部能量不足，从而限制切割深度。

为解决这一问题，研究人员设计了“平顶”激光束：光束中间能量平均分布，边沿敏捷降低，使激光能量在切割区域分布加倍平均，提精深层切割效力。博士生刘明义表示：“能量分布更平均，激光切割效力更高、速度更快。”

尽管切割深度取得进展，激光速度仍低于机械对象。今朝“激光刀片”每秒只能去除约0.4立方毫米骨组织，而机械锯可达11立方毫米，但此次冲破初次让激光切割深度接近临床需求。

激光切割不施加机械压力，可降卑微裂纹风险，实现极其精细的切割操作。将来，这种技巧有望与定制化3D打印关节假体合营应用，为复杂骨科手术供给更精准的解决筹划。

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