(CNN)Ever had a headache so big, you felt like drilling a hole in your head to let the pain out? In Neolithic times trepanation -- or drilling a hole into the skull -- was thought to be a cure for everything from epilepsy to migraines. It could even have been a form of emergency surgery for battle wounds. But while there is still conjecture about the real reasons behind the mysterious procedure, what is known is that the implement often used to carry out the primitive surgery was made from one of the sharpest substances found in nature -- obsidian. Obsidian -- a type of volcanic glass -- can produce cutting edges many times finer than even the best steel scalpels. At 30 angstroms -- a unit of measurement equal to one hundred millionth of a centimeter -- an obsidian scalpel can rival diamond in the fineness of its edge. When you consider that most household razor blades are 300-600 angstroms, obsidian can still cut it with the sharpest materials nano-technology can produce. Even today, a small number of surgeons are using an ancient technology to carry out fine incisions that they say heal with minimal scarring. Dr. Lee Green, professor and chair of the Department of Family Medicine at the University of Alberta, says he routinely uses obsidian blades. "The biggest advantage with obsidian is that it is the sharpest edge there is, it causes very little trauma to tissue, it heals faster and more importantly it heals with less scarring," he said. "It makes for the best cosmetic outcome." He explained that steel scalpels at a microscopic level have a rough cutting edge that tears into tissue, a function of the crystals that make up the metal. Obsidian, meanwhile, cleaves into a fine and continuous edge when properly cut. Dr. Green said he once helped documentary makers produce a program on surgical technology in ancient Egyptian, setting up a blind test on the cutting power of obsidian. Using cultured-skin burn dressing, a substance composed of skin cells, he made an incision with a modern scalpel and a parallel incision with an obsidian scalpel. The host of the program was then invited to look at the cuts under a video microscope and tell the difference. "It wasn't hard to tell the difference at all -- as soon as he turned around everyone in the studio was like 'Ohhh'," Dr. Green said. "Under the microscope you could see the obsidian scalpel had divided individual cells in half, and next to it the steel scalpel incision looked like it had been made by a chainsaw." Modern obsidian scalpels look nothing like the decorative flint-knapped knives of Neolithic man, often resembling their modern counterparts in everything except for the blade edge, but Dr. Green said they are a very different animal. "The feel is very different because obsidian has no 'bite,'" he said. "If you look under the microscope at a steel scalpel edge it looks almost like a saw, it has teeth, whereas obsidian is smooth even microscopically. "It's a very different feel to work with and you have to practice before you start using it in surgery. "You also have to be careful not to nick yourself with it because you don't even feel it!" And Dr. Green believes incisions made with these blades heal faster. He said a colleague who needed a mole removed agreed to undergo an experiment where half the procedure was carried out with an obsidian scalpel and the other half was removed with steel. "What's really fun is seeing it heal," he said. "Four weeks later the difference was quite remarkable -- there was very much a difference in scarring." In Germany, the manufacturer Fine Science Tools produces obsidian scalpels which can be used in situations where the patient may have an allergy to steel or metal. "For studies where trace metals from ordinary scalpel blades cannot be tolerated, these very special obsidian scalpels may provide the answer," the company says. At €99 per scalpel ($107.40), they represent a considerable saving on their diamond cousins which the company prices at €712.50 ($772.60). But there has been little academic research into the efficacy of obsidian blades compared to steel scalpels, and they do have disadvantages: Obsidian scalpels are not Food and Drug Administration (FDA) approved, and they are extremely brittle and prone to breaking if lateral forces are applied -- meaning they are unlikely to ever be in widespread use. Dr. Green, whose scalpels were manufactured for him by an expert flint-knapper and archaeologist Errett Callahan, concedes the Stone Age scalpels are not for everyone. "If it was let loose on the market there'd be far too many injuries from it," he said. "It's very fragile and it's very easy to break pieces off."
Obsidian can produce cutting edges many times finer than even the best steel scalpels .
Some surgeons still use the blades in procedures today .
(CNN) אי פעם היה לך כאב ראש כל כך גדול, שהתחשק לך לקדוח חור בראש כדי לשחרר את הכאב? בתקופה הנאוליתית נחשב טרפנציה - או קידוח חור בגולגולת - כתרופה לכל דבר, מאפילפסיה ועד מיגרנות. זה אפילו יכול היה להיות סוג של ניתוח חירום לפצעי קרב. אבל למרות שעדיין יש השערות לגבי הסיבות האמיתיות מאחורי ההליך המסתורי, מה שידוע הוא שהמכשיר המשמש לעתים קרובות לביצוע הניתוח הפרימיטיבי היה עשוי מאחד החומרים החדים ביותר שנמצאו בטבע - אובסידיאן. אובסידיאן - סוג של זכוכית וולקנית - יכול לייצר קצוות חיתוך עדינים פי כמה אפילו מאיזמל הפלדה הטובים ביותר. ב-30 אנגסטרם - יחידת מדידה השווה למאה מיליוניית הסנטימטר - אזמל אובסידיאן יכול להתחרות ביהלום בעדינות הקצה שלו. כשחושבים על כך שרוב סכיני הגילוח הביתיים הם 300-600 אנגסטרם, אובסידיאן עדיין יכול לחתוך אותו עם החומרים החדים ביותר שננו-טכנולוגיה יכולה לייצר. גם היום, מספר קטן של מנתחים משתמשים בטכנולוגיה עתיקה כדי לבצע חתכים עדינים שלדבריהם מתרפאים במינימום צלקות. ד"ר לי גרין, פרופסור ויו"ר המחלקה לרפואת משפחה באוניברסיטת אלברטה, אומר שהוא משתמש בלהבי אובסידיאן באופן שגרתי. "היתרון הגדול ביותר עם אובסידיאן הוא שזהו הקצה החד ביותר שיש, הוא גורם למעט מאוד טראומה לרקמות, הוא מחלים מהר יותר ויותר חשוב מזה הוא מרפא עם פחות צלקות", אמר. "זה נותן את התוצאה הקוסמטית הטובה ביותר." הוא הסביר שלאזמל פלדה ברמה מיקרוסקופית יש קצה חיתוך גס הנקרע לרקמה, פונקציה של הגבישים המרכיבים את המתכת. אובסידיאן, בינתיים, מתפצל לקצה עדין ורציף כאשר חתוך כראוי. ד"ר גרין אמר שפעם עזר ליצרני סרטים דוקומנטרים להפיק תוכנית על טכנולוגיה כירורגית במצרים העתיקה, והגדיר מבחן עיוור לכוח החיתוך של אובסידיאן. באמצעות תחבושת כוויות בעור תרבותי, חומר המורכב מתאי עור, הוא עשה חתך עם אזמל מודרני וחתך מקביל עם אזמל אובסידיאן. לאחר מכן הוזמנה מנחה התוכנית להסתכל על החתכים תחת מיקרוסקופ וידאו ולהבחין בהבדל. "לא היה קשה להבחין בכלל בהבדל - ברגע שהוא הסתובב כולם באולפן היו כמו 'אוההה'", אמר ד"ר גרין. "מתחת למיקרוסקופ ניתן היה לראות שאיזמל האובסידיאן חילק תאים בודדים לשניים, ולידו חתך אזמל הפלדה נראה כאילו נעשה על ידי מסור חשמלי". אזמלים מודרניים של אובסידיאן אינם נראים כמו הסכינים הדקורטיביות של האדם הניאוליתי, הדומים לרוב לעמיתיהם המודרניים בכל דבר מלבד קצה הלהב, אבל ד"ר גרין אמר שהם חיה שונה מאוד. "התחושה שונה מאוד מכיוון שלאובסידיאן אין 'נשיכה'", אמר. "אם אתה מסתכל מתחת למיקרוסקופ על קצה אזמל פלדה זה נראה כמעט כמו מסור, יש לו שיניים, בעוד שאובסידיאן חלק אפילו במיקרוסקופ. "זו תחושה שונה מאוד לעבוד איתה ואתה צריך להתאמן לפני שמתחילים להשתמש בו. כִּירוּרגִיָה. "אתה גם צריך להיזהר לא לחבוט את עצמך עם זה כי אתה אפילו לא מרגיש את זה!" וד"ר גרין מאמין שחתכים שנעשו עם הלהבים האלה נרפאים מהר יותר. לדבריו, עמית שהיה צריך להסיר שומה הסכים לעבור ניסוי שבו מחצית מההליך בוצע עם אזמל אובסידיאן והחצי השני הוסר עם פלדה. "מה שבאמת כיף זה לראות את זה מתרפא", אמר. "ארבעה שבועות לאחר מכן ההבדל היה די מדהים - היה הבדל גדול מאוד בצלקות." בגרמניה, היצרנית Fine Science Tools מייצרת אזמלים אובסידיאנים בהם ניתן להשתמש במצבים בהם המטופל עשוי לסבול מאלרגיה לפלדה או למתכת. "עבור מחקרים שבהם לא ניתן לסבול מתכות עקבות מלהבי אזמל רגילים, אזמלים אובסידיאנים מיוחדים אלה עשויים לספק את התשובה", אומרים בחברה. במחיר של 99 אירו לאזמל (107.40 דולר), הם מייצגים חיסכון ניכר על בני דודיהם היהלומים שהחברה מתמחרת ב-712.50 אירו (772.60 דולר). אבל היה מעט מחקר אקדמי על היעילות של להבי אובסידיאן בהשוואה לאזמל פלדה, ויש להם חסרונות: אזמל אובסידיאן אינם מאושרים על ידי מינהל המזון והתרופות (FDA), והם שבירים ביותר ונוטים להישבר אם כוחות לרוחב מיושם -- כלומר לא סביר שהם יהיו אי פעם בשימוש נרחב. ד"ר גרין, שהאזמלים שלו יוצרו עבורו על ידי צור מומחה צור וארכיאולוג אארט קלהאן, מודה שהאזמלים מתקופת האבן אינם מיועדים לכולם. "אם זה היה משוחרר בשוק היו הרבה יותר מדי פציעות ממנו", אמר. "זה מאוד שביר וקל מאוד לשבור חתיכות".
אובסידיאן יכול לייצר קצוות חיתוך פי כמה עדינים יותר אפילו מאיזמל הפלדה הטובים ביותר.
חלק מהמנתחים עדיין משתמשים בלהבים בהליכים כיום.