Биологическое действие лазерного излучения

Избирательность воздействия лазерного луча на определенные жизненно важные биологические структуры зависит от конкретных длин волн.

1. Лазеры, генерирующие излучения с длиной волны менее 400 нм, воздействуют на многие витамины, пурины, аминокислоты и коферменты.

2. Лазеры с длиной волны 490 нм влияют на цитохром С, гемоглобин.

Существенное влияние оказывают и специфические свойства облучаемых структур, их теплоемкость и теплопроводность, насыщение водой, их механические и акустические качества. От этого зависит количество поглощенной и отраженной ими энергии. Существует мнение, что нет тканей и клеток организма, абсолютно прозрачных для лазерных лучей. Но степень поглощения лазерной энергии существенно отличается. Максимум поглощения отмечается у пигментированных клеток и тканей.

Энергия лазерного излучения может преобразовываться в тепловую, излучаться с другой длиной волны в виде флюоресценции, расходоваться на фотохимические процессы, возбуждать электронные переходы, что ведет к повреждению тканей.

Наиболее изучен тепловой эффект. При котором вследствие кратковременности лазерного воздействия, быстрого восстановления нормальной температуры и малой теплопроводности большинства биологических структур, возникающие очаги четко отграничены от окружающих тканей, чем напоминают электрокоагуляционные ожоги.

С тепловым эффектом тесно связан ударный эффект лазерного воздействия, поскольку тепловая энергия, выделяющаяся в месте фокусирования лазерных лучей, вызывает тепловое объемное расширение облучающих тканей, сопровождающееся давлением на окружающие структуры и их деформацией. Давление ударной волны может достичь значительных величин (10⁶ атмосфер).

Распространяясь в тканях, ударная волна может вызывать явление кавитации, т.е. образование полостей за счет быстрого испарения частиц вещества. Образующиеся полости, спадаясь после прохождения ударной волны, вызывают дополнительный компрессионный удар.

Лазерный луч индуцирует возникновение или изменение напряжения существующих в биологических объектах электрических и магнитных полей.

Таким образом, радиация лазеров вызывает сложный комплекс изменений, являющихся результатом взаимодействия с тканями ряда факторов, среди которых на первый план выступают термический и ударный эффекты.

Лазерное излучение высокой мощности действует только в случае грубых нарушений техники безопасности.

Вместе с тем персонал может подвергаться длительному воздействию маломощных как прямых, так и диффузно-отраженных и рассеянных лазерных излучений.