陳俊 李香波
美國和德國、日本在激光器生產(chǎn)技術(shù)及其實用化方面居世界領先地位,故醫(yī)療激光設備不僅在這些國家獲得廣泛應用,而且大量出口海外市場,僅CO2美容/皮膚器械和準分子激光視力矯正器2類產(chǎn)品即帶來數(shù)億美元的銷售收入。
在醫(yī)療激光方面,美國處于世界領先地位。醫(yī)療激光(medical laser)設備不僅在美國獲得廣泛應用,而且大量出口,美國的醫(yī)療激光(medical laser)設備由美國食品藥物管理局(FDA)統(tǒng)一管理,只有經(jīng)過批準注冊方可使用和生產(chǎn),這樣就保證了醫(yī)療激光設備的產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性與安全性。據(jù)統(tǒng)計,美國醫(yī)院進行的2100萬例手術(shù)中已有250萬例使用CO2激光手術(shù)刀,占總手術(shù)的12%,美國全國2/3的門診機構(gòu)已擁有醫(yī)療激光設備。在美國新的醫(yī)療激光儀器和醫(yī)療技術(shù)不斷出現(xiàn),例如,美國每年有 20-25萬椎間盤突出病人,其中10-20%可以用激光進行切除;美國有1400萬人希望除去身上的紋身,美國每年診斷有45萬例患者有腎結(jié)石,其中 1/3用內(nèi)窺鏡技術(shù)或激光碎石術(shù)治療,用準分子激光作角膜刻劃來矯正視力已作了2萬多例,200-300臺準分子激光器在美國銷售,用于治療近視眼,產(chǎn)值約8000-12000萬美元;去掉皮膚皺紋的方法稱為皮膚再光滑激光療法,在美國每次治療的價格從800 美元到4500美元(不包括保險費),由此估算出皮膚再光滑的市場規(guī)模可達15億美元,因而吸引了至少8家公司為皮膚再光滑激光療法推出CO2激光系統(tǒng)。
日本從1960年代開始激光器研究。自1990年代以來,日本在醫(yī)療激光設備研制與生產(chǎn)上急追美國。日本現(xiàn)已生產(chǎn)出Ar激光眼底凝固器(治療視網(wǎng)膜剝離等常見眼病)、外科用CO2激光手術(shù)刀、內(nèi)科用Nd、YAG激光內(nèi)窺鏡等一系列新型醫(yī)療激光設備,不僅能滿足國內(nèi)臨床需求,而且已出口至歐美國家市場。日本醫(yī)療激光始于Ar激光眼底凝固、外科二氧化碳激光刀、內(nèi)科Nd:YAG激光內(nèi)窺鏡等迎來了光能熱利用醫(yī)療激光第一代。隨著激光技術(shù)的進步,激光化學效益治療法誕生,開辟了醫(yī)療激光的康莊大道,現(xiàn)今,日本所有醫(yī)療領域中都有應用激光。
Er:YAG激光的2.94微米光較之二氧化碳激光的10.6微米更易被水、Ca、P等所吸收,多用于切開、切除多水份的身體軟組織及骨切開術(shù),性能大大優(yōu)于二氧化碳激光刀。由于可以光纖傳導,今后,若3微米帶的穩(wěn)定光功率纖維開發(fā)成功,將用于體腔內(nèi)患部的非切開、切除手術(shù)。此外,稀土類元素Ho:YAG 激光器也已開始使用。
準分子的紫外光束有良好的光化學效應,適宜于非熱性切開、切除、并能抑止紅外光束所常見的切開部的熱變性和炭化,一部分ArF激光器(角臘在193nm附近有吸收帶)適用于角膜切開,進行眼科近視治療的角膜手術(shù),但能否保持治療效果仍有疑問。ArF激光有優(yōu)秀的骨切開功能,在整形外科中大有用武之地。日本 防衛(wèi)醫(yī)科大學最近在臨床試用準分子激光清除嚴重燒傷(死)皮膚組織,時間短、痛苦少,并能有選擇地控制照射,無紫外線過量而致癌之憂的新技術(shù)。
醫(yī)療激光設備早在20年前已在國外各大醫(yī)院普及。2005年全球民用激光器產(chǎn)品總銷售額大約為586億美元,其中醫(yī)療激光器產(chǎn)品約占1/10(50多億美元)。近幾年來,醫(yī)用激光器的一大進展是它在心血管病手術(shù)中的新應用,如在世界第一冠心病大國——美國每年平均有數(shù)百萬人需做動脈搭橋手術(shù),但有些病人不宜開刀(易引起大出血)。利用“激光刀”做動脈搭橋手術(shù),不僅能迅速止血,而且可用激光疏通動脈中沉積的脂類物質(zhì)(使其氣化并被血液帶走),從而徹底清除掉動脈中的隱患。為了更好地發(fā)揮和利用激光的這一優(yōu)勢,美國一家公司首創(chuàng)的醫(yī)用管狀激光器已獲準上市。管狀激光器具有細長而柔韌的專用探頭,可用于診斷和治療包括冠狀動脈粥樣硬化在內(nèi)的常見心血管病和其它血管性疾病。美國加州大學開發(fā)的納米金顆粒/激光器聯(lián)合應用新技術(shù)可用于治療實體腫瘤疾病,即首先設法將納米金顆粒附著于癌細胞上,再用特定激光照射,從而使金顆粒瞬間氣化并殺死癌細胞。
醫(yī)用激光器的另一廣泛用途是美容/皮膚,在計算機配合下,用激光磨削掉面部皺紋(除皺)、去疤痕、消除難看的黃褐斑、蝴蝶斑、胎記、色素沉著,以及去除皮膚上的汗毛等等。在國外,幾乎所有美容院都在做美容/皮膚業(yè)務,激光還可治療惱人的牛皮癬等皮膚頑疾。激光在牙科領域已代替?zhèn)鹘y(tǒng)的牙科鉆,用于蛀牙修復(打洞、磨削等)和牙神經(jīng)激光燒灼(便于今后植入義齒)等。據(jù)報道,美國20萬名牙醫(yī)中至少有80%的人經(jīng)常使用CO2激光設備,故牙科激光器的市場前景十分廣闊,其潛在市場高達十幾億美元。 醫(yī)用激光器除上述大眾化用途外,不久前西方研究人員已將激光用于分子級微創(chuàng)手術(shù),如切割細胞色素和DNA,以此糾正因缺陷基因所引起的腫瘤疾病,從而可從源頭上遏止癌變。
在醫(yī)療激光器械方面,傳統(tǒng)以來都是美國、歐洲、以色列和日本則暫居世界領先地位。尤其是在美國,其醫(yī)療激光設備不僅得到廣泛應用,而且大量出口海外市場,為美國每年帶來可觀的銷售收入。
由于近幾年醫(yī)療激光技術(shù)在我國迅速普及,以及政府對醫(yī)療基礎設施投入的增加,2010年后我國醫(yī)療激光設備市場增長迅速。最新市場調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,2010年我國醫(yī)療激光設備市場規(guī)模為29.1億元人民幣,同比增長21.3%。在儀器類型方面,除了激光手術(shù)治療設備占有超過57%的市場份額之外,美容/皮膚設備與激光診斷分析儀器所占市場份額比2009年有所增加,分別為23.2%與9.6%。
我國醫(yī)療激光器械市場前景廣闊,我國激光技術(shù)的發(fā)展經(jīng)過40年的艱苦努力,在技術(shù)與應用上均取得了重大突破。激光已成為我國最活躍的工業(yè)技術(shù)研究領域之一。目前國內(nèi)已有5個國家級激光技術(shù)研究中心,十幾個產(chǎn)品研發(fā)機構(gòu),至少有160家公司在生產(chǎn)和銷售激光器和激光配套產(chǎn)品。這些公司主要分布在武漢、上海、江蘇、北京、西安等省市。2005年全國激光器市場銷售額已超過300億元人民幣,其中醫(yī)用激光器銷售額約為7億~8億元。業(yè)內(nèi)人士認為,在研究水平上,我國激光技術(shù)與國外相比并不落后多少,在某些方面甚至超過國外現(xiàn)有水平。但目前存在的問題是,激光新技術(shù)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率不如西方高。其次,在一些高端激光產(chǎn)品(如半導體激光器、半導體泵浦固體激光器等)開發(fā)方面仍處于探索階段,而國外已有成熟產(chǎn)品上市。
國產(chǎn)醫(yī)療激光設備在國產(chǎn)激光器銷售高達20%-30%,年增長率高達20~30%。目前全國各大醫(yī)院均已建立了醫(yī)療激光中心,80%的中小型醫(yī)院成立了醫(yī)療激光科室,國內(nèi)醫(yī)療界對醫(yī)療激光設備的需求大大增加。可以預料,今后幾年國產(chǎn)醫(yī)用激光器的銷售額有望大幅上升。國外專家認為,世界三大醫(yī)療激光器市場分別為:美國、日本與中國。其理由是,中國的激光技術(shù)與西方相比水平并不低,且中國有13億人口,故醫(yī)療激光器械的潛在需求巨大。 此前幾十年各國開發(fā)的醫(yī)用激光器多為大型設備,價格昂貴,隨著半導體激光器的問世,醫(yī)用激光器已趨向于小型化、經(jīng)濟化和家用化。據(jù)報道,西方一些激光器廠商已推出價格適中、適合家庭使用的激光減肥儀、激光減壓儀等小型家用醫(yī)療激光設備。 武漢已成立了中國最大激光器生產(chǎn)群體,武漢光谷的這些企業(yè)除生產(chǎn)工業(yè)用激光焊接機外,還生產(chǎn)數(shù)百種美容/皮膚與醫(yī)療激光產(chǎn)品。武漢現(xiàn)已成為國內(nèi)(也是亞洲)最大的醫(yī)用激光器械生產(chǎn)基地,年銷售額達數(shù)十億元人民幣。
作者簡介:
陳俊(19840725) 男 浙江余姚 本科 助理研究員 光電方向
李香波(19840128)女 湖南長沙 研究生 助理研究員 光電方向,等同第一作者。