Mikrotome su uredjaji koji omogućavaju isecanje tankih slojeva različitih materijala. Najčešće se sreću u kontekstu biomedicine, gde se upotrebljavaju za dobijanje uzoraka tkiva, dovoljno tankih za mikroskopsku analizu.
Dosadašnja konstrukcija je bila zasnovana na različitim tipovima običnih i rotacionih noževa. Za mekane materijale upotrebljavaju se veoma oštri noževi koji se transliraju preko materijala i vrše sečenje (slično kao kad odsecamo krišku hleba). Za tvrde materijale (kao što su kosti, zubi ili minerali), u upotrebi su rotacione dijamantske testere (noževi). Rade slično noževima kojima nam u samoposluzi seku salame i kobasice. Nož je okrugao i rotira velikom brzinom, a materijal se na kontrolisani način prevlači preko testere.
Posebno kvalitetne mikrotome imaju rotacioni nož sa kružnim otvorom u centralnom delu. Obod tog otvora je veoma oštar i služi za sečenje. Uzorak se ubacuje u otvor i mehanički se veoma fino vodi preko sečiva. Ovakva konstrukcija daje mogućnost da čitav dijamantski nož bude veoma tanak a da se, ipak, ne uvija tokom sečenja. Takav uredjaj proizvodi firma LEICA (model SP1600), po ceni od oko 14 000 EUR (sa carinskim troškovima preko 17 000 EUR). Želeli smo da nabavimo ovu mikrotomu radi naših istraživanja vezanih za stomatologiju, ali smo obeshrabreni cenom. Sretnim sticajem okolnosti LEICA mikrotomu poseduju u Laboratoriji za antropologiju, Instituta za anatomiju, Medicinskog fakulteta, Univerziteta u Beogradu
Debljine slojeva koje se mogu dobiti mikrotomom su u intervalu od nekoliko mikrona do nekoliko desetina mikrona. Pre nego što se slojevi počnu isecati, najčešće je potrebna priprema materijala: bojenje, omekšavanje (dekalcifikacija), zatapanje u parafin ili neku plastičnu supstancu i slično.
Sada se pojavila bezkontaktna mikrotoma, zasnovana na upotrebi femtosekundnog lasera. Snop se fokusira tik ispod površine materijala koji se seče. U fokalnoj tački je gustina snage lasera veoma valika (10 GW/cm2), mada je oslobodjena energija veoma mala (oko 1 nJ). Na taj način je efekat zračenja veoma lokalizovan (unutar zone od oko 1 mikrona) i dovodi do lokalnog razrušavanja materijala. Skaniranjem laserskog snopa duž ravne površine iseca se planarni sloj materijala. Začudjujuće, brzina sečenja je velika i iznosi oko 1 mm2/s.
Nemačka firma ROWIAK (www.rowiak.com) je proizvela ovakav uredjaj (oznaka LMT F14). Prema podacima, unutra se nalazi impulsni laser talasne dužine 1050 nm, srednje snage oko 3W i dužine impulsa od oko 300 fs. Frekvencija ponavljanja impulsa je 200 MHz. Minimalna debljina isečenog sloja je izmedju 5 i 10 mikrona. Maksimalna debljina je do 100 mikrona, a zavisi od vrste materijala - pretpostavljam od dubine prodiranja lasera u materijal. Veličina oblasti koja se može isecati je 14 x 14 mm, a po posebnom zahtevu moguće je i više.
Lepota ovog izuma je u činjenici da materijal ne zahteva nikakvu prethodnu pripremu, te da nema kontakta sa drugim materijalima (kao kod mikrotoma sa noževima). U katalogu firme je fotografija ljudske dlake rascepljene na tri dela - što daje posebno značenje pojmu cepidlaka. Cena mi je napoznata, ali ne verujem da je ispod 20 000 EUR.
Pronašao sam da je za ovu ideju podneta patentna prijava Američkoj patentnoj kancelariji (US Patent Office), pod brojem US2006/0179992 A1. Kao pronalazač se navodi Omid Kermani iz Kelna u Nemačkoj. Patent se može naći u punoj verziji na sajtovima www.freepatentsonline.com, kao i na zvaničnom sajtu Američke patentne kancelarije www.uspto.gov.