Los láseres cortan con precisión y sin contacto, ideales para cirugía. El problema es que, en tejidos duros como el hueso, son demasiado lentos y no cortan lo suficientemente profundo. Investigadores de la Universidad de Basilea han demostrado una forma de cortar mucho más profundo y rápido con un láser quirúrgico que con los sistemas láser anteriores.
La sierra, el cincel y el taladro son herramientas de eficacia comprobada en la cirugía ósea. En el futuro, se podrían añadir láseres a estas herramientas, especialmente para cortes muy precisos. Los láseres no ejercen presión mecánica, lo que significa que pueden reducir el riesgo de microfisuras y permitir cortes más especializados. Esto facilitaría la inserción de implantes articulares, por ejemplo, incluyendo implantes personalizados impresos en 3D.
Los láseres ya se utilizan para tejidos blandos. Sin embargo, en el caso del hueso, antes solo se podían realizar cortes hasta una profundidad de dos a tres centímetros, demasiado superficial para implantes articulares, por ejemplo. Una razón del bajo rendimiento de corte es la forma del haz láser.
Investigadores dirigidos por la Dra. Ferda Canbaz, del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Basilea, han publicado un avance en la revista Scientific Reports . Lograron cortes de hasta 4,5 centímetros de profundidad utilizando un perfil diferente del rayo láser, es decir, una distribución diferente de la energía en el haz. Esto les permitió extraer el material óseo con mayor eficiencia y rapidez.
Distribuir la energía de forma más uniforme
«Aumentar la energía del rayo láser no sería una buena solución. Esto podría carbonizar el hueso y afectar negativamente el proceso de curación», explica Ferda Canbaz. «Por eso modificamos la forma del láser, o mejor dicho, su perfil».
Con el perfil habitual, el haz es más intenso en el centro y se debilita hacia los bordes. Esto es similar al haz de una linterna, que es más brillante en el centro y se extiende hacia afuera. La intensidad se asemeja a una curva gaussiana con una punta redondeada en el centro.
En el nuevo perfil, la punta está rematada, lo que permite que la energía del rayo láser se distribuya de manera más uniforme por toda la superficie antes de caer abruptamente en el borde, de ahí el nombre de » sombrero de copa «.
«Debido a que la energía se transmite de manera más uniforme, el láser corta de manera más eficiente y rápida», afirma el estudiante de doctorado y primer autor Mingyi Liu.
El equipo probó los dos perfiles láser en huesos bovinos. El hueso se limpió y enfrió con aire comprimido y agua para evitar daños por calor y mantener el corte limpio. Las pruebas demostraron que, mientras que el láser con la distribución gaussiana habitual cortó solo unos 2,6 centímetros de profundidad, el del nuevo perfil de sombrero de copa alcanzó los 4,4 centímetros.
Eficiencia aún en mayor profundidad
Un factor clave para la eficiencia de corte es que, con el perfil láser convencional, las paredes del corte absorben parte de la energía. A cierta profundidad, la energía en la parte inferior del corte no es suficiente para cortar más profundamente. El perfil de sombrero de copa soluciona este problema porque la energía del haz se distribuye de forma diferente y, por lo tanto, no es consumida por las paredes del corte, añade Liu.
Grandes avances en la profundidad de corte
Los investigadores trabajan ahora para optimizar aún más la profundidad y la velocidad de corte de su láser. La cuchilla láser sigue siendo significativamente más lenta que una de metal: en un segundo, puede eliminar alrededor de 0,4 milímetros cúbicos, mientras que una sierra mecánica puede eliminar 11 milímetros cúbicos, más de 20 veces más. Esto significa que el láser sigue siendo demasiado lento, pero se acerca a la profundidad requerida por primera vez.
«Como parte de los próximos pasos, también tendremos que investigar cómo podemos adaptar el sistema a la situación más compleja del cuerpo. En este caso, también se trata de proteger el tejido circundante», explica Canbaz.
El trabajo del equipo de investigación forma parte del proyecto Miracle, que desarrolla tecnologías innovadoras para la cirugía ósea. Estos desarrollos forman parte de la primera etapa del proyecto Innosuisse Laser-Blade, una colaboración con la empresa de tecnología médica Smith & Nephew.
Detalles de la publicación
Mingyi Liu et al., Influencia del perfil de intensidad del haz láser en la ablación ósea profunda en osteotomía láser, Scientific Reports (2026). DOI: 10.1038/s41598-026-37117-6
