Tia nước: Dao mổ của thế kỷ XXI

Từ năm 1994, kỹ sư Bertrand Gonon đã có ý tưởng sử dụng khả năng lạ kỳ của tia nước áp suất cao vốn đã có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp. “Do vận tốc, tia nước áp suất cao có thể cắt tất cả, từ da thuộc đến đá granit, phalê hay thép. Và lại rất sạch sẽ, chính xác, nhanh chóng. Thế tại sao lại không thử trong phẫu thuật?” - Bertrand Gonon tự hỏi. Với sự giúp sức của kỹ sư André Dittmar ở Đại học Claude - Bernard (Lyon), chuyên gia về công nghệ sinh học và vi kỹ thuật, Bertrand đã chế ra một mẫu thiết bị cắt, phun ra dưới áp suất cao chất sérum sinh lý vô trùng 100%. Thiết bị được đặt tên là Handy, gồm một máy tạo áp suất từ 70 đến 120 bar (gấp 70 đến 120 lần áp suất khí quyển), một túi sérum và dao mổ (tay cầm). Tuỳ theo loại mô, bác sĩ có thể điều chỉnh áp suất, tức là vận tốc của tia sérum. Chính vận tốc đó sẽ xác định lực cắt. Được quy tụ qua một lỗ nhỏ đường kính từ 0,08 đến 0,2mm, với áp suất 30 bar, tia sérum sẽ có vận tốc 62,5m/giây. Đường kính tia sérum không quá 0,15mm, bén như lưỡi dao cạo.

Lúc đầu, dao mổ đó được dự liệu cho khoa phẫu thuật đường tiêu hoá gan mật, lĩnh vực mà các mô rất mỏng manh. Hơn nữa, thiết bị còn có một hệ thống hút nước khoang bụng để bác sĩ nhìn rõ hơn. Giáo sư Alain Sezeur ở Bệnh vện Rothschild ( Paris ) cho biết: “Khi tia sérum cắt đứt nhu mô của gan, nó vẫn tránh các mạch máu, ống mật và thần kinh - ông giải thích. Mặt khác, hệ thống hút sẽ giúp giảm đáng kể lượng sérum phun ra. Không cần phải khử trùng, do vậy sẽ nhanh chóng hơn và đáp ứng hoàn toàn cho nhu cầu ngừa nhiễm trùng”.

Hiện nay, nhóm thử nghiệm máy và Bertrand Gonon đang chế ra một thiết bị đa năng hoàn chỉnh hơn, sử dụng cả trong lĩnh vực phụ khoa. Một chi tiết quan trọng: giá tiền của dao mổ dùng tia nước rẻ hơn dao mổ dùng siêu âm. Tạm thời một máy tạo áp suất giá 100.000 frăng, còn tay cầm (dùng xong rồi bỏ) khoảng 300-500 frăng. Hãng Saphir Médical của Bertrand Gonon đã sản xuất 20 chiếc máy để xuất khẩu. Tiềm năng của thị trường hẳn sẽ nhanh chóng làm giảm giá thành: chỉ riêng châu Âu cũng đã có 500 trung tâm gan mật. Sử dụng tia nước làm dao mổ chính là một bước tiến mới hướng đến phẫu thuật êm dịu.

Tia laser hẳn nhiên là một công cụ tuyệt vời, nhưng nó vẫn bị hạn chế trong một số ứng dụng. Trở ngại quan trọng là nó giải phóng nhiệt năng nên khi cắt các mặt phẳng kim loại, nó hàn chúng lại luôn hoặc là làm biến dạng hay đốt cháy đối với vài chất liệu khác. Nó cũng không mấy hữu hiệu khi cắt vật liệu quá dày hay cần có dạng cắt phức tạp. Trong ngành thực phẩm nông nghiệp, vải sợi, da thuộc hay phalê, tia nước áp suất cao là kỹ thuật duy nhất có thể cắt phức tạp, chính xác và nhanh chóng. Hiện nay, tia nước có thể đạt áp suất từ 2.000 đến 4.000 bar, tức là gấp 4.000 lần áp suất khí quyển. Không phải áp suất giúp cho nước có khả năng cắt được, mà chính là vận tốc của nó khi ra khỏi ống. Muốn thế, người ta gia tăng vận tốc nước khi nó đi qua lỗ nhỏ được làm bằng chất liệu cứng rắn như ngọc saphir tổng hợp chẳng hạn. Lúc ấy vận tốc tia nước có thể đạt đến 900m/giây (gấp 3 lần vận tốc âm thanh), và động năng giúp nó trở thành một công cụ hữu hiệu để cắt phomát, da thuộc, sườn xe hơi bằng composite… với tốc độ hàng chục mét mỗi phút. Để cắt các chất khoáng hay kim loại cứng rắn, người ta trộn thêm vào nước chất bột nhám, và tạo cho tia nước vận tốc 300 đến 500m/giây.

Quả thật tia nước với áp suất cao sẽ là con dao mổ của thế kỷ XXI, và hơn nữa là con dao của cả ngành công nghiệp.

Nguồn: Anh ninh thế giới, số 617, 27/12/2006, tr 25