陳俊 李香波
美國和德國、日本在激光器生產技術及其實用化方面居世界領先地位,故醫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類產品即帶來數億美元的銷售收入。
在醫療激光方面,美國處于世界領先地位。醫療激光(medical laser)設備不僅在美國獲得廣泛應用,而且大量出口,美國的醫療激光(medical laser)設備由美國食品藥物管理局(FDA)統一管理,只有經過批準注冊方可使用和生產,這樣就保證了醫療激光設備的產品的質量和可靠性與安全性。據統計,美國醫院進行的2100萬例手術中已有250萬例使用CO2激光手術刀,占總手術的12%,美國全國2/3的門診機構已擁有醫療激光設備。在美國新的醫療激光儀器和醫療技術不斷出現,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45萬例患者有腎結石,其中 1/3用內窺鏡技術或激光碎石術治療,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。
日本從1960年代開始激光器研究。自1990年代以來,日本在醫療激光設備研制與生產上急追美國。日本現已生產出Ar激光眼底凝固器(治療視網膜剝離等常見眼病)、外科用CO2激光手術刀、內科用Nd、YAG激光內窺鏡等一系列新型醫療激光設備,不僅能滿足國內臨床需求,而且已出口至歐美國家市場。日本醫療激光始于Ar激光眼底凝固、外科二氧化碳激光刀、內科Nd:YAG激光內窺鏡等迎來了光能熱利用醫療激光第一代。隨著激光技術的進步,激光化學效益治療法誕生,開辟了醫療激光的康莊大道,現今,日本所有醫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,性能大大優于二氧化碳激光刀。由于可以光纖傳導,今后,若3微米帶的穩定光功率纖維開發成功,將用于體腔內患部的非切開、切除手術。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,但能否保持治療效果仍有疑問。ArF激光有優秀的骨切開功能,在整形外科中大有用武之地。日本 防衛醫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。
醫療激光設備早在20年前已在國外各大醫院普及。2005年全球民用激光器產品總銷售額大約為586億美元,其中醫療激光器產品約占1/10(50多億美元)。近幾年來,醫用激光器的一大進展是它在心血管病手術中的新應用,如在世界第一冠心病大國——美國每年平均有數百萬人需做動脈搭橋手術,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,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(使其氣化并被血液帶走),從而徹底清除掉動脈中的隱患。為了更好地發揮和利用激光的這一優勢,美國一家公司首創的醫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的常見心血管病和其它血管性疾病。美國加州大學開發的納米金顆粒/激光器聯合應用新技術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傳統的牙科鉆,用于蛀牙修復(打洞、磨削等)和牙神經激光燒灼(便于今后植入義齒)等。據報道,美國20萬名牙醫中至少有80%的人經常使用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手術,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。
在醫療激光器械方面,傳統以來都是美國、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。
由于近幾年醫療激光技術在我國迅速普及,以及政府對醫療基礎設施投入的增加,2010年后我國醫療激光設備市場增長迅速。最新市場調研數據顯示,2010年我國醫療激光設備市場規模為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%。
我國醫療激光器械市場前景廣闊,我國激光技術的發展經過40年的艱苦努力,在技術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技術研究領域之一。目前國內已有5個國家級激光技術研究中心,十幾個產品研發機構,至少有160家公司在生產和銷售激光器和激光配套產品。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,其中醫用激光器銷售額約為7億~8億元。業內人士認為,在研究水平上,我國激光技術與國外相比并不落后多少,在某些方面甚至超過國外現有水平。但目前存在的問題是,激光新技術產品的轉化率不如西方高。其次,在一些高端激光產品(如半導體激光器、半導體泵浦固體激光器等)開發方面仍處于探索階段,而國外已有成熟產品上市。
國產醫療激光設備在國產激光器銷售高達20%-30%,年增長率高達20~30%。目前全國各大醫院均已建立了醫療激光中心,80%的中小型醫院成立了醫療激光科室,國內醫療界對醫療激光設備的需求大大增加。可以預料,今后幾年國產醫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,中國的激光技術與西方相比水平并不低,且中國有13億人口,故醫療激光器械的潛在需求巨大。 此前幾十年各國開發的醫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,醫用激光器已趨向于小型化、經濟化和家用化。據報道,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療激光設備。 武漢已成立了中國最大激光器生產群體,武漢光谷的這些企業除生產工業用激光焊接機外,還生產數百種美容/皮膚與醫療激光產品。武漢現已成為國內(也是亞洲)最大的醫用激光器械生產基地,年銷售額達數十億元人民幣。
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。