На сайте 100500 рефератов в 150 категориях	Искать реферат
Рефераты на 5 с плюсом С нашим сайтом написать реферат проще простого

Исследование влияния модулированного по интенсивности света на фотохимичнивластивости органической и неорганической системы

Категория: Физика, Астрономия

версия для печати

Страница: [1] [2]

Исследование влияния модулированного по интенсивности света на фотохимические

свойства органической и неорганической системы

Развитие лазерной техники позволил сформировать крупный научно-техническое направление — взаимодействия когерентного монохроматического электромагнитного излучения с биологическими системами — лазерной медицины. Исследование излучениялазера проводились по таким направлениям, как выявление процессов, происходящих в биологической системе, и исследования последнего под воздействием излучения лазера; использование лазеров в медицине для диагностики и терапевтикы; установление степени безопасности влияния его излучения на здоровье человека. Сегодня лазеры успешно применяются в такихсферах, как хирургия, онкология, офтальмология, терапия, стоматология, урология, гинекология, челюстно-лицевая хирургия, нейрохирургия, эндоскопия, физиотерапия. Открытие лазерного фотогидравличного эффекта [1] дало широкий спектр возможностей для пластической хирургии. В онкологии для лечения ран, язв, кожных заболеваний применяют низкоинтенсивноелазерное излучение [2].

В офтальмологии с помощью лазеров проводят такие лечения, как отслойка сетчатки, диабет (кровоизлияние сосудов, питающих сетчатку), глаукома, приварки сетчатки и др.. При большой длительности (секунды, миллисекунды) и малых уровнях мощности в импульсе излучения проводит коагулирующих действие [3]. Вместе с тепловойкоагулирующей действием в офтальмологии используется разрушающий эффект лазерного излучения, что имеет место при фокусировке сверхкороткого и сверхмощных импульсов, которые проявляются в эффекте микровзрыв. Такой режим используется в офтальмологической установке «Ятаган-1» для пробивки каналов в тканях глаза при лечении глаукомы.

= 1,06 мкм. Чистозеленое излучение минимально повреждает нервную ткань. Кроме того, в зоне лазерной обработки зеленым светом происходит более эффективное прорастание кровеносных сосудов, что позволяет осуществлять более раннюю и более эффективную обработку глазного дна [4].

Использование излучения лазера в клинической офтальмологии имеет ряд преимуществ, в частности, точнаялокализация места коагуляции и малый нагрев тканей, содержащихся вокруг области коагуляции, совершаемые вследствие короткого времени экспозиции. Монохроматичность света уменьшает эффект хроматических аберраций в глазу и позволяет проводить наблюдения. Наряду с этим возникают проблемы, связанные с работой лазера — нагрев и изменение положения рабочего вещества,нарушения в зеркалах, лампе, оптическом резонаторе; ограниченность контроля за процессом облучения, возникновение трудностей при фотокоагуляции на периферии, и при создании малейших размеров диаметра лазерного луча (вследствие дифракции от краев зрачка) и др..

В такой области, как кардиология, в США и России группой медиков и физиков ФИАН проведеныпервые попытки по обеспечению внесосудистого питания кровью сердечной мышцы. При заболевании (закупорке) сосудистой системы, питает сердечную мышцу, оказалось возможным осуществить дополнительное снабжение кровью сердечной мышцы через многочисленные отверстия, сделанные в мышце с помощью СО2-лазера, работающего в импульсном режиме. Лазер непрерывного действия наИАГ: Nd3 + успешно был применен той же группой медиков и физиков, а также с участием медиков в Каунасе для лечения такого заболевания, как аритмия сердца. В ходе поиска путей лечения этой болезни медики научились выявлять топологию паразитных каналов, по которым поступают дополнительные ложные сигналы к сердечной мышце, которые вызывают аритмию в работесердца. Были испытаны различные методы вскрытия этих ложных каналов, однако кардинального решения проблемы не найдено. Перемещение нервных каналов с помощью ИАГ: Nd3 + лазера оказалось достаточно эффективным, поэтому исследования в этом направлении заслуживают внимания.

Клиническая практика показала, что лазерная терапия широкого круга заболеванийпо эффективности часто намного лучше, чем другие способы лечения. Низкоинтенсивное лазерное излучение с успехом используется в различных областях медицины. Не вызывает сомнения стимулирующее, противовоспалительное и обезболивающее действие излучения гелий-неонового лазера, его нормализующее влияние на обмен веществ и состояние иммунной системы. Однако механизм взаимодействиялазерного и светового некогерентного излучения вообще на клеточно-молекулярном уровне остается не выяснена.

Несмотря на достигнутые результаты, лазерная медицина делает лишь первые шаги. Для реализации достижений квантовой электроники в интересах медицины необходимо существенно расширить и поднять на новый уровень весь комплекс исследованийвзаимодействия лазерного излучения с биологической системой — живой тканью. При исследовании такого взаимодействия нужно учитывать такие факторы, как параметры излучения-вания и характеристики биологической системы.

Полученные в ходе этих исследований количественные данные о глубине проник-тие в ткань, о количестве поглощенной энергии, о теплоемкостии теплопроводности живой ткани и проч., должны быть положены в основу математических моделей взаимодействия излучения с биологической системой, а полученные расчеты станут основой для формирования четких требований к лазера соответствии с каж-ного отдельного задания. Эти данные необходимы, например, для определения зависимости между плотностью мощности СО2-лазераи скоростью разреза живой ткани при различных видах ткани. Заметную роль при этом будет играть также создание и изучение технической модели биологической системы, над чем авторы работы и работают.

В известных методиках лазерной терапии не уделяют должного внимания точному дозированию лазерного облучения, и энергетическая доза излучения, котораяпоглощается организмом, не может быть вычислена как простой произведение коэффициента поглощения, интенсивности облучения и длительности сеанса. Это связано с тем, что любой биологический организм является автоколебательных системой со своим спектром колебательных процессов, и поэтому энергетическая доза, которая поглощается организмом, определяется не только продолжительностью действия,но и состоянием организма. Авторы [5] предлагают осуществлять пространственно-временную модуляцию излучения, вводимого в биологическую систему.

Ведущие ученые Тверского медицинского института исследовали влияние внутрисосудистого лазерного облучения крови (ВЛОК) на организм больных раком легких. Они обследовали 90 таких больных, разделенных на 6 групп. Одну из группоблучали «непрерывный» курсу ВЛОК: продолжительность одного сеанса — 20 мин, мощность на выходе световода 3 мВт с отключением лазерной установки через каждые 2 минуты облучения на 1 минуту. Полученные результаты показали возможность использования ВЛОК при лечении рака легких. Было показано, что лучших результатов достигают при облучении "непрерывный"курсом и в сочетании с определенными лекарственными препаратами.

Итак, весьма актуальным является создание искусственной модели биологической системы. С этой целью нами проведены исследования по определению влияния модулированного по интенсивности низкоинтенсивного лазерного света на физико-химические свойства светочувствительной композиции.

Tmin = 10 сек) скоростьфоторозпаду существенно возрастала.

Ступенчатые кинетические процессы в радикальной термофотополимеризации описаны в монографии [7]. Подобные кинетики наблюдались при изменении условий получения свободных радикалов: ступенчатая смена температуры полимеризации; растяжение образца в любой точке начальной кинетической кривой; при прерывании процесса облучения актиничнимсветом. Согласно [7], адекватной теории этого явления нет.

Tmin = 20 сек скорость фоторозпаду красителя снова растет. Следовательно, максимальная скорость фоторозпаду определяется концентрацией электронно-возбужденных молекул красителя.

Изучение кинетики фоторозпаду в условиях радикальной полимеризации при прерывного облучении указывает на еще один путьуменьшение фоторозпаду молекул органического красящие-ка — использование реакции постполимеризации — и таким образом, увеличение энергетической эффективности лазера на красителе.

Исследованные авторами процессы в светочувствительной композиции позволяют при определенных условиях перенести результаты экспериментов на биологические системы, то есть создать модель одного из процессов,происходящих в живой ткани под действием модулированного по интенсивности излучения лазера:

— облучать максимальное количество эритроцитов в момент их максимальной концентрации в сосуде вблизи световода;

снизить лазерное облучение стенок биологической системы , сосуды за счет снижения интенсивности лазерногоизлучения и уменьшение его углового расхождения на выходе световода;

уменьшить тепловое воздействие лазерного излучения на организм;

объективизировать учет дозы энергии, поглощаемой.

Последующие исследования авторов будут проводиться по этим направлениям.

Литература

Плетнев С.Д. Лазеры в клинической медицине. — М.:Медицина, 1981. — 432 с.

Сборник методических рекомендаций с использованием излучения гелий-неонового лазера в медицине. — Ровно, 1992. — 86 с.

Применение лазеров в науке и технике / / Тезисы докладов ИИИ Всесоюзного научно-технического семинара. — Иркутск, 1990. — 146 с.

Стадник В.Я., Гамалея Н.Ф. Применение лазерного излученияв экспериментальной и клинической онкологи / / Экспериментальная онкология. — 1989. — Т. II. — № 1. — С. 12-17.

Применение лазеров в науке и технике / / Материалы ИV Всесоюзного семинара. — Самара-Тольятти, 1991. — 157 с.

Файн С., Клейн Э. Биологическое действие излучения лазера. / Пер. с англ. Атомизддат. — 1968. — 104 с.

Страница: [1] [2]

версия для печати