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准分子激光的生物学特性

2008-09-12 17:56
潇纵
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    凡激光和生物组织相互作用后所引起的生物组织方面的任何改变,都称为激光的生物效应。

 

    准分子激光与生物组织作用时发生的不是热效应,而是光化反应。所谓光化反应,是指组织受到远紫外光作用时,会断裂分子之间结合键,将组织直接分离成挥发性的碎片而消散无踪,对周围的组织则没有影响。

 

    准分子激光的光能量几乎完全被角膜上皮细胞、Bowman`s膜和基质吸收。英国Marshall用氢氟准分子激光对动物角膜作光解切除,并进行了超微结构检查,实验发现光解切口边界清晰,周围无热损伤现象。

 

    193nm的氩氟准分子激光有许多特点适合应用于角膜屈光手术。其每一个脉冲具有高达6.4eV的能量,这个能量远超过结合分子碳和碳键的结合能量3.5eV,因此光子可以打断分子之间的结合键,将组织分离成挥发性的碎片,此波长的,激光吸收范围极窄,大约介于3.7-3.9μm之间,也就是超过这个范围的组织还会吸收到激光,每一发激光可以切削0.2-0.25μm厚度的生物组织,而且每次一致性良好,还会有忽深忽浅的情况产生,因此,切割深度和激光发射数目成正比。由于激光的整个脉冲只有10-20μs,因此其热扩散效应非常小,周围仅有0.3-0.8μm的组织会受到伤害。

 

    另外,由于电磁波对于角膜的穿透力随着波长的缩短而减少。在400nm以下,穿透力减至零。故193nm波长的远紫外线导致无角膜穿透力。因此对于眼球内部的组织没有任何不良副作用。

 

    准分子激光切削角膜的能力,具有超细微的精密度和超细微的损伤程度。193nm波长远紫外光只产生很少的热效应,从而对周围组织损伤限制在很小的范围。而且,还提供了特别平滑的切削平面。切削速度约为每个脉冲0.25μm,相当于头发丝的1/200及红细胞的1、28。尽管这种远紫外线产生的热效应非常少,但也不等于零,每个激光脉冲的切削面上会造成小于1μm的微小损伤。因此准分子激光要比任何其他眼科激光精确50-1000倍。激光脉冲频率可以增加,但热能和切削产生的羽烟散逸需要一些时间。

 

(编辑:小曾)

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