Акыркы жарым кылымда лазерлер офтальмологияда, онкологияда, пластикалык хирургияда жана медицина менен биомедициналык изилдөөлөрдүн көптөгөн башка тармактарында колдонулуп келген.
Ооруларды дарылоо үчүн жарыкты колдонуу мүмкүнчүлүгү миңдеген жылдар бою белгилүү. Байыркы гректер менен египеттиктер терапияда күн радиациясын колдонушкан жана бул эки идея атүгүл мифологияда да байланышта болгон – грек кудайы Аполлон күндүн жана айыктыруу кудайы болгон.
50 жылдан ашык убакыт мурун когеренттүү нурлануу булагы ойлоп табылгандан кийин гана жарыкты медицинада колдонуу мүмкүнчүлүгү чындап ачылган.
Өзүнүн өзгөчө касиеттеринен улам лазерлер күндөн же башка булактардан келген радиацияга караганда алда канча эффективдүү. Ар бир кванттык генератор абдан тар толкун узундугу диапазонунда иштейт жана когеренттүү жарык чыгарат. Ошондой эле, медицинада лазер жогорку күчтөрдү түзүүгө мүмкүндүк берет. Энергиянын шооласы өтө кичинекей чекитте топтолушу мүмкүн, анын аркасында анын жогорку тыгыздыгы жетишилет. Бул касиеттер бүгүнкү күндө лазердин медициналык диагностиканын, терапиянын жана хирургиянын көптөгөн тармактарында колдонулушуна алып келди.
Тери жана көздү дарылоо
Лазердин медицинада колдонулушу офтальмология жана дерматологиядан башталган. КвантГенератор 1960-жылы ачылган. Бир жылдан кийин Леон Голдман кызыл кызыл лазерди медицинада капилляр дисплазиясын, тубаса тактын түрүн жана меланоманы жок кылуу үчүн кантип колдонсо болорун көрсөттү.
Бул колдонмо когеренттүү нурлануу булактарынын белгилүү бир толкун узундугунда иштөө жөндөмдүүлүгүнө негизделген. Когеренттүү нурлануу булактары шишиктерди, татуировкаларды, чачтарды жана меңдерди жок кылуу үчүн кеңири колдонулат.
Ар кандай типтеги жана толкун узундуктагы лазерлер дерматологияда колдонулат, себеби ар кандай жаралар айыккандыктан жана алардын ичиндеги негизги соргуч зат. Толкун узундугу пациенттин теринин түрүнө да көз каранды.
Бүгүнкү күндө лазерсиз дерматология же офтальмология менен машыгууга болбойт, анткени алар бейтаптарды дарылоонун негизги куралы болуп калды. Чарльз Кэмпбелл 1961-жылы көздүн торчосунун бөлүнүшү менен ооруган бейтапты дарылоо үчүн медицинада кызыл лазерди колдонгон биринчи дарыгер болгондон кийин көрүүнү оңдоо үчүн кванттык генераторлорду колдонуу жана офтальмикалык колдонмолордун кеңири спектри өстү.
Кийинчерээк бул максатта офтальмологдор спектрдин жашыл бөлүгүндө когеренттүү нурлануунун аргон булактарын колдоно башташты. Бул жерде көздүн өзүнүн касиеттери, айрыкча анын линзасы, нурду торчодон ажыраган аймакка буруу үчүн колдонулган. Түзмөктүн жогорку топтолгон күчү аны ширетет.
Макулярдык дегенерациянын кээ бир түрлөрү бар бейтаптар лазердик операциядан – лазердик фотокоагуляциядан жана фотодинамикалык терапиядан пайдалана алышат. Биринчи процедурада когеренттик нурнурлануу кан тамырларды жабуу жана макуланын астындагы алардын патологиялык өсүшүн жайлатуу үчүн колдонулат.
Ушундай изилдөөлөр 1940-жылдары күндүн нуру менен жүргүзүлгөн, бирок аларды ийгиликтүү бүтүрүү үчүн дарыгерлерге кванттык генераторлордун уникалдуу касиеттери керек болгон. Аргон лазеринин кийинки колдонулушу ички кан агууну токтотуу болгон. Эритроциттердин курамындагы пигмент болгон гемоглобин тарабынан жашыл жарыкты тандап сиңирүү кан агуучу кан тамырларды бөгөө үчүн колдонулган. Рак оорусун дарылоо үчүн алар шишикке кирген кан тамырларды жок кылып, аны азык менен камсыздайт.
Буга күн нурун колдонуу мүмкүн эмес. Медицина абдан консервативдүү, бирок когеренттүү нурлануунун булактары ар кандай тармактарда кабыл алынган. Медицинадагы лазерлер көптөгөн салттуу аспаптарды алмаштырды.
Офтальмология жана дерматология да когеренттүү УК нурлануунун эксимер булактарынан пайда көрүштү. Алар көрүүнү оңдоо үчүн мүйүз катмарын өзгөртүү (LASIK) үчүн кеңири колдонулат. Эстетикалык медицинадагы лазерлер тактарды жана бырыштарды кетирүү үчүн колдонулат.
Кирешелүү косметикалык хирургия
Мындай технологиялык өнүгүүлөр коммерциялык инвесторлор арасында сөзсүз популярдуу, анткени алар киреше алуу үчүн чоң потенциалга ээ. Аналитикалык компания Medtech Insight 2011-жылы лазердик сулуулук жабдууларынын рыногунун көлөмүн 1 миллиард АКШ долларынан ашык баалаган. Чынында, карабастанглобалдык төмөндөө учурунда медициналык системаларга жалпы суроо-талаптын азайышы менен, лазердик системалардын үстөмдүк кылган рыногу болгон Америка Кошмо Штаттарында кванттык генераторго негизделген косметикалык операциялар күчтүү суроо-талапка ээ болууда.
Визуализация жана диагностика
Медицинадагы лазерлер ракты, ошондой эле башка көптөгөн ооруларды эрте аныктоодо маанилүү роль ойнойт. Маселен, Тель-Авивде окумуштуулардын тобу когеренттик нурлануунун инфракызыл булактарын пайдалануу менен ИК-спектроскопияга кызыгышкан. Мунун себеби рак жана дени сак ткандардын ар кандай инфракызыл өткөргүч болушу мүмкүн. Бул ыкманын келечектүү колдонмолорунун бири меланомаларды аныктоо болуп саналат. Тери рагына эрте диагноз коюу бейтаптын аман калышы үчүн абдан маанилүү. Учурда меланоманы аныктоо көз менен жасалат, андыктан дарыгердин чеберчилигине таянуу керек.
Израилде ар бир адам жылына бир жолу бекер меланома скринингине бара алат. Бир нече жыл мурун ири медициналык борборлордун биринде изилдөөлөр жүргүзүлүп, натыйжада потенциалдуу, бирок коркунучтуу эмес белгилер менен чыныгы меланоманын ортосундагы инфракызыл диапазондогу айырманы так байкоого мүмкүн болду.
Катзир, 1984-жылы биомедициналык оптика боюнча биринчи SPIE конференциясынын уюштуруучусу жана анын Тель-Авивдеги тобу ошондой эле инфракызыл толкун узундуктарына тунук болгон оптикалык булаларды иштеп чыгышкан, бул ыкманы ички диагностикага жайылтууга мүмкүндүк берет. Мындан тышкары, бул жатын моюнчасынын мазокуна тез жана оорутпаган альтернатива болушу мүмкүнгинекология.
Медицинадагы көк жарым өткөргүч лазер флуоресценттик диагностикада колдонулушун тапты.
Кванттык генераторлорго негизделген системалар да маммографияда салттуу түрдө колдонулуп келген рентген нурларын алмаштыра баштады. Рентген нурлары дарыгерлерди кыйын дилеммага учуратат: ракты ишенимдүү аныктоо үчүн алар жогорку интенсивдүүлүктү талап кылат, бирок нурлануунун көбөйүшүнүн өзү рактын коркунучун жогорулатат. Альтернатива катары көкүрөктү жана дененин башка бөлүктөрүн, мисалы, мээни сүрөттөө үчүн өтө тез лазердик импульстарды колдонуу мүмкүнчүлүгү изилденүүдө.
көздөр үчүн OCT жана башкалар
Биологиядагы жана медицинадагы лазерлер оптикалык когеренттик томографияда (OCT) колдонулуп, энтузиазмдын толкунун жаратты. Бул сүрөттөө техникасы кванттык генератордун касиеттерин колдонот жана реалдуу убакыт режиминде биологиялык кыртыштын абдан так (микрон тартиби боюнча), кесилишиндеги жана үч өлчөмдүү сүрөттөрүн бере алат. OCT мурунтан эле офтальмологияда колдонулат жана, мисалы, офтальмологго көздүн тор челинин ооруларын жана глаукоманы диагностикалоо үчүн көздүн кабыгынын кесилишин көрүүгө мүмкүндүк берет. Бүгүнкү күндө бул ыкма медицинанын башка тармактарында да колдонула баштады.
ОКТдан пайда болгон эң чоң тармактардын бири – бул артериялардын оптикалык оптикалык сүрөттөрү. Оптикалык когеренттик томография жарылып кеткен туруксуз тактаны баалоо үчүн колдонулушу мүмкүн.
Тирүү организмдердин микроскопиясы
Илимдеги, технологиядагы, медицинадагы лазерлер да ойнойтмикроскопиянын көптөгөн түрлөрүндө негизги ролду ойнойт. Бул жаатта көп сандагы өнүгүүлөр жасалган, анын максаты бейтаптын денесинде эмне болуп жатканын скальпельсиз элестетүү болуп саналат.
Ракты жок кылуунун эң кыйын жери – хирург бардык нерсенин туура жасалганына ынанышы үчүн дайыма микроскопту колдонуу зарылчылыгы. Жандуу жана реалдуу убакытта микроскопия жасоо мүмкүнчүлүгү - бул олуттуу жетишкендик.
Лазерлердин инженерияда жана медицинада жаңы колдонулушу – бул оптикалык микроскоптун жакынкы талаа сканерлөөсү, ал стандарттуу микроскопторго караганда бир топ жогорураак сүрөттөрдү чыгара алат. Бул методдун негизи, өлчөмдөрү жарыктын толкун узундугунан кичине, учунда оюктары бар оптикалык булаларга негизделген. Бул толкун узундуктагы сүрөткө тартууга мүмкүнчүлүк берди жана биологиялык клеткаларды сүрөттөө үчүн негиз түздү. Бул технологияны IR лазерлерде колдонуу Альцгеймер оорусун, ракты жана клеткалардагы башка өзгөрүүлөрдү жакшыраак түшүнүүгө мүмкүндүк берет.
PDT жана башка дарылоо
Оптикалык була тармагындагы өнүгүүлөр лазерди башка аймактарда колдонуу мүмкүнчүлүктөрүн кеңейтүүгө жардам берет. Алар дененин ичинде диагностика жүргүзүүгө мүмкүндүк бергенинен тышкары, когеренттүү нурлануунун энергиясы керектүү жерге которулат. Аны дарылоодо колдонсо болот. Fiber лазерлер алда канча өнүккөн. Алар келечектин дарысын түп тамырынан бери өзгөртүшөт.
Фотосезгич химияны колдонуу менен фотомедицина тармагыорганизм менен белгилүү бир жол менен өз ара аракеттенген заттар бейтаптарды диагностикалоо жана дарылоо үчүн кванттык генераторлорду колдоно алат. Фотодинамикалык терапияда (PDT), мисалы, лазер жана фотосезгич дары 50 жаштан ашкан адамдарда сокурдуктун негизги себеби болгон карактык макулярдык дегенерациянын "нымдуу" түрү менен ооруган бейтаптардын көрүүсүн калыбына келтирет.
Онкологияда белгилүү бир порфириндер рак клеткаларында чогулуп, белгилүү бир толкун узундугунда жарыктанганда, шишиктин жайгашкан жерин көрсөтүүчү флуоресценцияланат. Эгер ошол эле кошулмалар башка толкун узундугу менен жарыктандырылса, алар уулуу болуп, жабыркаган клеткаларды өлтүрүшөт.
Кызыл газ гелий-неон лазери медицинада остеопороз, псориаз, трофикалык жараларды жана башкаларды дарылоодо колдонулат, анткени бул жыштык гемоглобин жана ферменттер тарабынан жакшы сиңет. Радиация сезгенүүнү басаңдатат, гиперемия менен шишиктин алдын алат жана кан айланууну жакшыртат.
Жекече дарылоо
Генетика жана эпигенетика - лазерди колдонсо боло турган дагы эки тармак.
Келечекте баары наноөлчөмдө болот, бул бизге клетканын масштабында дары жасоого мүмкүндүк берет. Фемтосекунддук импульстарды жаратып, белгилүү бир толкун узундуктарына күүлөнүп алган лазерлер медициналык адистер үчүн идеалдуу өнөктөштөр болуп саналат.
Бул пациенттин жеке геномунун негизинде жекече дарылоого жол ачат.
Леон Голдман - негиздөөчүсүлазердик дары
Адамдарды дарылоодо кванттык генераторлорду колдонуу жөнүндө сөз кылып жатып, Леон Голдманды айтпай коюуга болбойт. Ал лазердик медицинанын "атасы" катары белгилүү.
Когеренттүү нурлануу булагын ойлоп тапкандан бир жылдан кийин Голдман аны тери ооруларын дарылоо үчүн колдонгон биринчи изилдөөчү болуп калды. Окумуштуу колдонгон техника лазердик дерматологиянын кийинки өнүгүшүнө жол ачкан.
Анын 1960-жылдардын орто чениндеги изилдөөлөрү торчого хирургияда рубин квант генераторун колдонууга алып келди жана когеренттүү нурлануунун бир эле учурда терини кесип, кан тамырларын жабуу, кан агууну чектөө жөндөмдүүлүгү сыяктуу ачылыштар болду.
Голдман, карьерасынын көп бөлүгүн Цинциннати университетинде дерматолог болуп иштеген, Американын медицина жана хирургиядагы лазер коомун негиздеп, лазердик коопсуздуктун пайдубалын түптөөгө жардам берген. 1997-жылы каза болгон
Миниатюризация
Биринчи 2 микрондук кванттык генераторлор эки керебеттин көлөмүндө болгон жана суюк азот менен муздатылган. Бүгүнкү күндө пальма өлчөмүндөгү диод лазерлери жана андан да кичине була лазерлери пайда болду. Бул өзгөртүүлөр жаңы колдонмолорго жана өнүгүүлөргө жол ачат. Келечектин медицинасында мээге операция жасоо үчүн кичинекей лазерлер болот.
Техникалык прогресстин аркасында чыгымдардын тынымсыз кыскаруусу байкалууда. Лазерлер тиричилик техникасында кадимки нерсеге айлангандай эле, алар оорукананын жабдууларында негизги ролду ойной башташты.
Эгер мурда медицинада лазерлер абдан чоң жанататаал, бүгүнкү күндө оптикалык буладан өндүрүү өздүк наркын бир топ төмөндөттү, ал эми наноөлчөмгө өтүү чыгымдарды ого бетер азайтат.
Башка колдонуулар
Урологдор уретранын стриктурасын, залалсыз сөөлдөрдү, заара таштарын, табарсыктын контрактурасын жана простата безинин чоңоюшун лазер менен дарылайт.
Лазердин медицинада колдонулушу нейрохирургдарга мээ менен жүлүндү так кесүүлөрдү жана эндоскопиялык изилдөөлөрдү жүргүзүүгө мүмкүндүк берди.
Ветеринарлар эндоскопиялык процедуралар, шишиктердин коагуляциясы, кесүүлөр жана фотодинамикалык терапия үчүн лазерди колдонушат.
Стоматологдор когеренттүү нурланууну тешик жасоо, сагыз хирургиясы, антибактериалдык процедуралар, тиштин десенсибилизациясы жана бет-бет диагностикасы үчүн колдонушат.
Лазердик кычкач
Бүткүл дүйнө жүзүндөгү биомедициналык изилдөөчүлөр оптикалык кычкачтарды, клеткаларды сорттоочуларды жана башка көптөгөн куралдарды колдонушат. Лазердик кычкачтар ракты жакшыраак жана тезирээк диагноз коюуну убада кылат жана вирустарды, бактерияларды, майда металл бөлүкчөлөрүн жана ДНК тилкелерин кармоо үчүн колдонулат.
Оптикалык кычкачтарда когеренттүү нурлануунун шооласы микроскопиялык объектилерди кармоо жана айландыруу үчүн колдонулат, металл же пластик кычкачтар майда жана морт объекттерди кантип алып кете алган сыяктуу. Жеке молекулаларды микрон өлчөмүндөгү слайддарга же полистирол мончокторуна тиркөө аркылуу башкарууга болот. Нур топко тийгенде, алийри болуп, топту түз нурдун ортосуна түртүп, бир аз тийет.
Бул кичинекей бөлүкчөлөрдү жарыктын шооласына кармай алган "оптикалык капканды" түзөт.
Медицинадагы лазер: жакшы жана жаман жактары
Интенсивдүүлүгү модуляциялануучу когеренттүү нурлануунун энергиясы биологиялык ткандардын клеткалык же клеткадан тышкаркы түзүлүшүн кесүү, жок кылуу же өзгөртүү үчүн колдонулат. Мындан тышкары, лазерди медицинада колдонуу, кыскасы, инфекциянын жугуу коркунучун азайтып, айыгууга түрткү берет. Хирургияда кванттык генераторлорду колдонуу диссекциянын тактыгын жогорулатат, бирок алар кош бойлуу аялдар үчүн кооптуу жана фотосенсибилизациялоочу дарыларды колдонууга каршы көрсөтмөлөр бар.
Ткандардын татаал структурасы классикалык биологиялык анализдердин натыйжаларын бир тараптуу чечмелөөгө мүмкүндүк бербейт. Медицинадагы лазерлер (фото) рак клеткаларын жок кылуунун эффективдүү куралы. Бирок, когеренттүү нурлануунун кубаттуу булактары баш аламан аракеттенип, жабыр тарткандарды гана эмес, курчап турган ткандарды да жок кылат. Бул касиет ашыкча клеткаларды тандап жок кылуу жөндөмү менен кызыккан жерде молекулярдык анализди жүргүзүү үчүн колдонулган микродиссекция техникасынын маанилүү куралы. Бул технологиянын максаты - бардык биологиялык кыртыштарда болгон гетерогендүүлүктү жеңүү, аларды так аныкталган популяцияда изилдөөнү жеңилдетүү. Бул жагынан алганда лазердик микродиссекция изилдөөлөрдүн өнүгүшүнө, түшүнүүгө чоң салым коштуфизиологиялык механизмдер бүгүнкү күндө популяциянын, ал тургай, бир клетканын деңгээлинде да ачык көрсөтүлө алат.
Кыртыш инженериясынын функционалдуулугу бүгүнкү күндө биологиянын өнүгүшүнүн негизги фактору болуп калды. Бөлүнүү учурунда актин жипчелери кесилсе эмне болот? Дрозофила эмбриону бүктөлүүдө клетка жок кылынса, туруктуу болобу? Өсүмдүктүн меристемалык зонасына кандай параметрлер кирет? Бул маселелердин баарын лазер менен чечсе болот.
Наномедицина
Жакында көптөгөн наноструктуралар бир катар биологиялык колдонмолорго ылайыктуу касиеттерге ээ болду. Алардын эң негизгилери:
- кванттык чекиттер – бул өтө сезгич клеткалык сүрөттөөдө колдонулган кичинекей нанометрдик жарык чыгаруучу бөлүкчөлөр;
- медициналык практикада колдонулган магниттик нанобөлүкчөлөр;
- капсулаланган терапиялык молекулалар үчүн полимердик бөлүкчөлөр;
- металл нанобөлүкчөлөрү.
Нанотехнологиянын өнүгүшү жана лазердин медицинада колдонулушу, кыскасы, дары-дармектерди колдонуу ыкмасын өзгөрттү. Дары-дармектерди камтыган нанобөлүкчөлөрдүн суспензиялары жабыркаган ткандарга жана клеткаларга тандалма таасир тийгизүү аркылуу көптөгөн кошулмалардын терапиялык көрсөткүчүн жогорулата алат (эригичтигин жана эффективдүүлүгүн жогорулатуу, уулуулугун азайтуу). Алар активдүү ингредиентти жеткирет, ошондой эле тышкы стимулга жооп катары активдүү ингредиенттин чыгарылышын жөнгө салат. Нанотераностика андан арынанобөлүкчөлөрдү, дары кошулмаларын, терапияны жана диагностикалык визуалдык инструменттерди кош колдонууга мүмкүндүк берген эксперименталдык ыкма, жекече дарылоого жол ачат.
Лазерлерди медицинада жана биологияда микродиссекция жана фотоабляция үчүн колдонуу ар кандай деңгээлдеги оорулардын өнүгүшүнүн физиологиялык механизмдерин түшүнүүгө мүмкүндүк берди. Натыйжалар ар бир оорулуу үчүн диагностиканын жана дарылоонун эң жакшы ыкмаларын аныктоого жардам берет. Сүрөттөөдөгү жетишкендиктер менен тыгыз байланышта нанотехнологиянын өнүгүшү да зарыл болот. Наномедицина - айрым рактарды, жугуштуу ооруларды же диагностиканы дарылоонун келечектүү жаңы түрү.
