Лазери в медицині

ЛА́ЗЕРИ В МЕДИЦИ́НІ Серед понад 360-ти можливих варіантів за­стосува­н­ня лазерів у різних сферах людської діяльності медицина є однією з найпер­спективніших галузей для цих при­строїв. Роз­глядають без­­посереднє мед. за­стосува­н­ня лазерів, спец. лазерні технології для виготовле­н­ня інструментарію, а також різні при­строї мед. при­значе­н­ня. Без­посередньо в медицині лазери використовують у діагностиці, терапії та хірургії. Під впливом лазер. дії на орган. (біол.) тканину від­буваються на­ступні стадії взаємодії з тканиною: опроміне­н­ня, погли­на­н­ня, на­гріва­н­ня, хім. (структур­ні) зміни, пере­грів (випаровува­н­ня), вибух, абляція (субліма­ція), охолодже­н­ня. Залежно від температури на­гріва­н­ня біол. тканини можливі 3 механізми дії на неї: фотохім., фототерміч., фотоде­­­структивний. Перший механізм є типовим для рефлексотерапії, активації дії ліків, стерилізації, загоє­н­ня ран тощо. Другий — для пере­гріва­н­ня до + 37–43 °C (незворотне руйнува­н­ня не від­бувається), + 43–60 °C (спосте­рігають втрату мем­брани клітин, а також зварюва­н­ня тканин; див. Зварюва­н­ня в медицині). Третій механізм є типовим для т-р до + 60–100 °C (мають місце коагуляція та некроз тканини), + 100–300 °C (від­буваються випаровува­н­ня рідини та карбонізація тканин), вище + 300 °C (має місце випаровува­н­ня твердої тканини, а подальше під­вище­н­ня температури призводить до повного руйнува­н­ня тканини через терміч. вибух (фотоабляція), мех. шокової хвилі тощо). З діагност. метою лазер використовують, напр., для аналізу крові, в спектрал. системах для аналізу скла­ду матеріалу та ін. Терапевт. ефек­ту досягають шляхом локал. контрольованого опро­мі­нен­ня невисокої інтенсивності тканини, ураженої запале­н­ням, як зовні, так і всередині певного органа людини. Нині є ві­домості про успішні спроби лікува­н­ня пухлин, локал. запалень тощо без хірург. втруча­н­ня. За допомогою спец. оптич. зондів опромінюють тільки місце запа­ле­н­ня на потрібній глибині, що створює можливості для лікува­н­ня, зокрема, запалень про­стати, молоч. залоз. Позитив. ре­­зультату досягнено у за­стосуван­ні лазеротермії для лікува­н­ня глибоко роз­таш. пухлин головного мозку. В офтальмології ла­­зери широко використовують для корекції зору, зокрема для лікува­н­ня коротко- і далекозорості. Керований від­повід. про­грамою сканувал. промінь ексімер. лазера (з довжиною хвилі в ультрафіолет. діапазоні електромагніт. спектра) змінює кри­визну рогівки ока. Для корекції короткозорості лазер. промінь зрізає рогівку в центрі, роблячи її більш плоскою; для корекції далекозорості частково видаля­ють кругову периферичну частину тканини рогівки. Лазерне ви­промінюва­н­ня використовують замість традиц. методів лікува­н­ня ішеміч. хвороби серця. Для цього здійснюють перфорацію серц. мʼяза лазер. проме­нем. Залежно від роз­мірів ішеміч. зони створюють від 30-ти до 40-а ка­налів діаметром 1 мм. Кожен канал обробляють протягом 20–50 мілісекунд дією од­ного імпульсу СО2-лазера. У ре­зультаті кров прокачується через створ. ка­нали, збагачуючи киснем ішемічну зону мʼяза. Нині актуал. є за­стосува­н­ня лазер. променя в хірургії у якості скаль­пеля. Це забезпечує високий рі­вень стерильності, локалізацію енергії (теплової дії), можливість виконувати т. зв. без­кровні роз­різи живої тканини завдяки зва­­рюван­ню кровʼяних капілярів. Важливим є за­стосува­н­ня лазер. ви­промінюва­н­ня для виготовле­н­ня мед. інструментів, при­­­строїв та склад. виробів, які ви­­користовують як імплантати для від­новле­н­ня або покраще­н­ня функціонува­н­ня органів людини. Прикладом такого за­стосува­н­ня є виготовле­н­ня кардіова­скуляр. протезів (імплантати або стенти). Нині поширені технології створе­н­ня 3-вимір. обʼєк­тів як унікал. допоміж. метод у роз­роблен­ні стратегії над­склад. хірург. втручань. Так, напр., при тяжкій черепно-мозк. травмі вна­слідок транс­­порт. ката­строфи, коли у нейрохірурга виникають складності у встановлен­ні шляхів від­новле­н­ня праце­здатності травмов. органа, можна скори­­статися даними томогр. дослідж. і отримати віртуал. (матем.) мо­дель череп. коробки. Така модель може бути викори­стана як базова про­грама для 3-вимір. сканува­н­ня сфокусованого лазер. ви­промінюва­н­ня під час ви­готовле­н­ня матеріаліз. моделі (з пластмаси) череп. коробки за допомогою методу лазер. стереоліто­графії. Широко впроваджують лазерну техніку в косме­тології, зокрема для видален­ня небажаного волос­ся, бородавок, усуне­н­ня ін. дефектів шкі­­ри. Роз­роблено методики боротьби з віковими зморшками за допомогою лазер. опромінен­ня (т. зв. омолодже­н­ня шкіри), без­боліс. видале­н­ня татуюва­н­ня. З викори­ста­н­ням лазер. при­ладів створ. екс­перим. мед. сис­теми для ліпосакції (видале­н­ня надлишків жирової тканини без локал. хірург. втруча­н­ня). Для цього за­стосовують лазер, що генерує ви­промінюва­н­ня, здатне вибірково по­глинатися жировими клітинами і призводити до локал. без­боліс. роз­топле­н­ня жирової тканини, яка потім від­смоктується за допомогою мед. шприца або спец. системи. Нині практикують досить не­звичне за­стосува­н­ня лазерів, комбінуючи їх із традиц. системами. Так, ві­домі системи хула-хуп, оснащені декількома діод. лазерами невеликої потужності. Фіз. навантаже­н­ня при цьому по­єд­нується з лазер. ви­промінюва­н­ням, що забезпечує додатк. вплив на організм фотохім. ефекту. Подібна комбінація реалізується також у традиц. зуб­них щітках, у яких за допомогою світловолокна лазерне ви­промінюва­н­ня локалізується на яснах, що сприяє зміцнен­ню зубів. Пер­спектив. є мікро- та наноза­стосува­н­ня лазерів. Уже нині існують лазери, роз­міри яких ви­мірюють у мікро- і нанометрах. Це значно роз­ширює можливос­ті їхнього за­стосува­н­ня. Напр., нанолазер може бути імплантов. навіть у живу клітину, при цьому в якості джерела живлен­ня використовується енергія клі­тини. Роз­роблено мікроробот, який має змогу рухатися вздовж кровʼяних судин та діагностувати зміни температури під час пере­міще­н­ня. Завдяки цьому можна оцінити локал. під­вище­н­ня температури, а від­так і ви­значити джерело запале­н­ня або можливе поруше­н­ня функціонува­н­ня органа. Поки що такий робот має міліметр. роз­міри, але з часом їх можна зменшити до кількох мікрометрів. Такі системи кон­структивно виконано у ви­гляді кількох оболонок, які можуть бути багатофункціональними, — моніторинг. вузол, що збирає різну інформацію, вузол з ліками, які впорскують для локал. лікува­н­ня; вузол контролю, який пере­дає назовні необхідну інфор­мацію тощо. У цьому випад­ку ла­зерну технологію використовують для виготовле­н­ня мікрочіпів, які встановлюють у на­­норобот — нанобот. Дуже поши­реним є за­­­стосува­н­ня лазерів як інструмен­тів для виготовле­н­ня спец. приладів, при­строїв та систем мед. за­стосува­н­ня. Такі операції лазер. обробле­н­ня, як мікрозварюва­н­ня, поверхн. зміцне­н­ня, пре­цизійне роз­різа­н­ня матеріалу, маркува­н­ня виробів тощо, допомагають значно роз­ширити арсенал тех. засобів мед. за­стосува­н­ня.

Завантажити статтю