Экспериментальное исследование взаимосвязи параметров лазерной раны и длительности импульса диодного лазера

Рассмотрим ситуацию, когда для обработки мягкой биоткани в условиях in vitro применяется одноимпульсное воздействие излучения диодного лазера с длиной волны 980 нм, причём:

  • - в роли биоткани здесь выступила мясная ткань, принадлежащая бедренной части ноги курицы;
  • - облучение проводилось в контактном режиме, реализованном посредством сапфирового световода, имеющего диаметр световедущей жилы 440 мкм;
  • - продолжительность облучения дискретно варьировалась, составляя значения 50, 100, 200, 300, 400, 500, 700 и 900 мс.

Оценочными критериями стали внешний вид разрезов мест применения излучения, а также рассчитанные с учётом их геометрии величины эффективности удаления Э и фактора инвазивности Н лазерных ран (см. описание методики расчёта в п. 3.4).

Результаты лазерного воздействия на мягкую биоткань представлены в таблице 3.5.1 и на рис. 3.5.1-3.5.3.

Так, в таблице 3.5.1 продемонстрирован внешний вид разрезов лазерных ран, сформированных в мясной ткани курицы при различных продолжительностях облучения. Для идентификации биоткани на предмет "живая-неживая" к срезам применялся LDH краситель.

Если рассмотреть ситуацию с точки зрения влияния продолжительности лазерного воздействия, то видно, что:

  • - для условия Г <50 мс в структуре облучённой биоткани сколько-нибудь значимые изменения, делающие её отличной от интактной, отсутствовали;
  • -для условия ?>100мс в структуре облучённой биоткани всегда присутствовали изменения - лазерные раны различной природы, внешняя проявляемость/выраженность которых усиливалась по мере увеличения продолжительности облучения;
  • - для условия 100 мс
  • - для условия f>700 мс (здесь - вплоть до 900 мс) природа лазерных ран помимо коагуляционной определялась ещё и деструкционными изменениями.

Таблица 3.5.1. Внешний вид разрезов лазерных ран, сформированных в мясной ткани курицы при различных продолжительностях лазерного облучения t (фотографии сделаны после LDH окрашивания биоткани).

На рис. 3.5.1 содержится результат количественной оценки внешнего диаметра и глубины лазерной раны, сформированной в мягкой биоткани при различных продолжительностях облучения. Видно, что если вначале, по мере увеличения продолжительности облучения, величины означенных параметров также возрастали, но затем в характере их поведении начинает присутствовать тенденция к насыщению. При этом следует помнить, что для ситуации с f>700 мс помимо коагуляционных изменений структуру лазерной раны начинают также определять и деструкционные процессы, что влияет на перераспределение каналов утилизации энергии импульса излучения.

Рис. 3.5.2 представляет зависимость объёма лазерной раны, сформированной в мягкой биоткани, от продолжительности облучения. Видно, что увеличение времени действия излучения на биоткань приводит, во-первых, к росту масштабов видоизменения биоматериала, а во-вторых, качественно меняет природу такого видоизменения, добавляя помимо коагуляционной составляющей ещё и деструкционную.

На рис. 3.5.3 приведено сопоставление результатов расчёта эффективности удаления и фактора инвазивности для двух различных продолжительностей облучения, при которых природу лазерной раны одновременно определяет сочетание коагуляционного и деструкционного процесса, а именно: для ?=700 и 900 мс (см. также рис. 3.5.2). Здесь в первую очередь обращает на себя внимание тот факт, что выбор продолжительности облучения способен оказывать влияние не только на собственно количественные оценки величин данных параметров обработки, но и менять соотношение между ними. Так, ситуация с?=900мс представляется, с одной стороны, более производительной, чем ситуация с ?=700 мс, а с другой, одновременно менее травматичной.

В случае же с ?<700 мс из-за фактически полного отсутствия деструкции биоткани (см. таблицу 3.5.1) эффективность её удаления близка к нулю, а травматичность, наоборот, представляется очень высокой.

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОБЛУЧЕНИЯ, мс

Рис. 3.5.1. Зависимость размеров внешнего диаметра и глубины лазерной раны, сформированной в мягкой биоткани, от выбора продолжительности облучения.

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОБЛУЧЕНИЯ, мс

Рис. 3.5.2. Зависимость объёма лазерной раны, сформированной в мягкой биоткани, от выбора продолжительности облучения.

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОБЛУЧЕНИЯ. мс

Рис. 3.5.3. Результаты расчёта эффективности удаления и фактора инвазивности для различных продолжительностей лазерного облучения мягкой биоткани.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >