Instituto Láser Beckman

El Instituto Láser Beckman (a veces llamado Instituto Láser Beckman y Clínica Médica ) es un centro de investigación interdisciplinario para el desarrollo de tecnologías ópticas y su uso en biología y medicina . Ubicado en el campus de la Universidad de California, Irvine en Irvine, California , una corporación independiente sin fines de lucro fue creada en 1982, bajo el liderazgo de Michael W. Berns , y la instalación propiamente dicha abrió el 4 de junio de 1986. ^{[ 1 ]} Es una de varias instituciones enfocadas en la investigación traslacional , que conecta la investigación con las aplicaciones médicas. ^{[ 2 ]} Los investigadores del instituto han desarrollado técnicas láser para la manipulación de estructuras dentro de una célula viva y las han aplicado médicamente en el tratamiento de afecciones de la piel, accidentes cerebrovasculares y cáncer, entre otras.

Alrededor de 1980, Michael W. Berns, profesor de biología en la Universidad de California, Irvine, fundó un instituto centrado en la entonces novedosa tecnología de los láseres . Tras recibir una subvención de biotecnología de los Institutos Nacionales de la Salud , ^{[ 3 ] : 328–331} estableció un laboratorio de microscopía láser, el Programa de Microhaz Láser (LAMP). ^{[ 4 ]} Posteriormente propuso la creación de un centro interdisciplinario que combinaría la investigación sobre láseres y sus aplicaciones en el tratamiento médico. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Berns obtuvo el apoyo de los filántropos locales Arnold O. Beckman (1900-2004) y su esposa Mabel (1900-1989). Los Beckman estaban interesados ​​en el potencial de los nuevos instrumentos y acordaron asociarse con la universidad para financiar el desarrollo de un centro independiente que eventualmente se convertiría en propiedad de la universidad. Beckman entregó un cheque equivalente de 2,5 millones de dólares a Dan Aldrich , el rector de la UCI. ^{[ 4 ]} Otros partidarios iniciales del Instituto Láser Beckman incluyeron a David Packard de Hewlett-Packard , quien donó 2 millones de dólares, ^{[ 3 ] : 328–331} SmithKline Beckman Corp. que donó 1 millón de dólares, ^{[ 1 ]} y la Fundación Comunitaria de Irvine. ^{[ 5 ]} Arnold Beckman y Michael W. Berns figuraban como cofundadores en los estatutos de la institución. ^{[ 3 ] : 330 [ 6 ]}

El instituto se estableció como una corporación independiente sin fines de lucro en 1982, bajo el liderazgo de Michael W. Berns. ^{[ 3 ] : 328–331} La instalación propiamente dicha abrió sus puertas el 4 de junio de 1986. ^{[ 1 ]}

El director interino actual es Bernard Choi.

Las primeras investigaciones sobre el uso de láseres incluyeron el desarrollo de técnicas para la manipulación de estructuras dentro de una célula viva. Lo que Bern denomina "tijeras láser" utilizan pulsos cortos de alta irradiancia para crear efectos específicos. La optoporación se ha utilizado para crear pequeñas aberturas en el interior de una célula, lo que permite la manipulación genética de células mediante la inserción y eliminación de genes, así como la extracción y el análisis de microplasma dentro de la célula. La ablación láser puede utilizarse para destruir o inactivar células. Los láseres también pueden utilizarse para atrapar ópticamente estructuras celulares. Las " pinzas láser " utilizan haces continuos de baja irradiancia que atraviesan sustancias sin dañarlas. La refracción de un par de rayos láser simétricos dentro de un haz puede modificarse y provocar que el objetivo responda al cambio en el momento de los rayos de luz. ^{[ 7 ]}

Las investigaciones más avanzadas han incluido técnicas ópticas como la microscopía multifotónica, la microscopía de imágenes de segundo armónico, la tomografía fotoacústica, la espectroscopia Raman no lineal y la espectroscopia óptica difusa. ^{[ 8 ]}

La microscopía multifotónica (MPM) y la generación de segundo armónico (SHG) pueden utilizarse para obtener imágenes no invasivas de alta resolución de tejidos biológicos gruesos. Los investigadores están trabajando en el desarrollo de sistemas multifotónicos pequeños y portátiles que utilizan láseres de fibra de femtosegundos como fuente de luz, para su uso en aplicaciones clínicas e imágenes in vivo. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

La tomografía fotoacústica permite a los investigadores crear imágenes tridimensionales de tejidos profundos. Un láser debe ajustarse cuidadosamente para excitar enlaces específicos de manera que vibren, generando un ruido que puede ser detectado y mapeado por sistemas acústicos pasivos. ^{[ 8 ]}

La espectroscopia Raman utiliza la dispersión Raman de luz monocromática, lo que provoca cambios en el nivel de energía de algunas moléculas que luego pueden detectarse. La espectroscopia Raman y otras técnicas infrarrojas se han utilizado para detectar lesiones cancerosas. ^{[ 8 ]}

La espectroscopia óptica difusa permite a los investigadores observar el interior del cuerpo sin dañar los tejidos. Esta técnica se ha utilizado para medir la respuesta hemodinámica en el cerebro. Se envía un haz de luz infrarroja cercana a través de fibras ópticas colocadas sobre la piel, y se mide la dispersión de la luz, lo que permite a los investigadores evaluar la hemoglobina oxigenada y desoxigenada en los vasos sanguíneos del cerebro. ^{[ 8 ]}

La imagen en el dominio de la frecuencia espacial (SFDI) es una técnica de reflectancia que modela los coeficientes de absorción y los coeficientes de dispersión reducidos en tejidos gruesos. ^{[ 11 ]} La SFDI puede detectar daños subsuperficiales en tejidos magullados, como la piel o el cerebro, mediante el análisis de los niveles de hemoglobina. ^{[ 8 ]} También puede utilizarse para evaluar el daño por quemaduras. ^{[ 12 ]}

Las aplicaciones en biofotónica incluyen el tratamiento de marcas de nacimiento ^{[ 13 ]} como la mancha de vino de Oporto ^{[ 8 ] [ 14 ]} y la eliminación de tatuajes , ^{[ 15 ] [ 16 ]} la detección de sangrado en pacientes con accidente cerebrovascular , ^{[ 17 ]} la detección no invasiva de cáncer de piel ^{[ 18 ] [ 19 ]} y lesiones orales, ^{[ 20 ]} y el monitoreo de los efectos de la quimioterapia en pacientes con cáncer de mama . ^{[ 8 ] [ 21 ]}

El juez David O. Carter ha colaborado con Michael W. Berns, J. Stuart Nelson y otros en el Instituto Láser Beckman para desarrollar un programa innovador que ayuda a las personas en libertad condicional a reintegrarse en la sociedad mediante la eliminación de tatuajes de pandillas. La eliminación de tatuajes visibles en la cara, el cuello y las manos aumenta las posibilidades de empleo, la obtención de ingresos y un sentido de propósito. ^{[ 15 ]}

Entre los profesores del Instituto Láser Beckman se incluyen: ^{[ 22 ]}

• J. Stuart Nelson ^{[ 13 ]}
• Petra Wilder-Smith ^{[ 20 ]}

33°38′39″N 117°51′00″O / 33.644201°N 117.849932°O / 33.644201; -117.849932