Лазеры в медицине

За четверть века, прошедшую со времени изобретения лазера, были выявлены уникальные возможности его применения в экспериментальной биологии, терапии и хирургии.

Тончайший лазерный луч диаметром всего в несколько микрометров, обладающий большой интенсивностью, дает возможность неосуществимого ранее вмешательства в клеточные и субклеточные процессы. Избирательно облучая участки яйцеклетки, можно изменять направление развития зародыша. Облучая определенные участки хромосом, можно управлять наследственностью. Лазерное излучение вызывает мутации, причем оно более удобно, чем рентгеновское, применяемое в тех же целях, поскольку рентгеновское излучение часто приводит к гибели окружающей хромосомы клеточной среды. Не исключено, что лазеры смогут найти применение в генной инженерии, цель которой – получение организмов с новыми свойствами, не встречающимися в природе, за счет преодоления межвидовых барьеров скрещивания. Суть метода генной инженерии заключается в конструировании из различных фрагментов нуклеиновых кислот нового генетического материала. Отщепление от биологических макромолекул отдельных фрагментов и сшивание их с другими фрагментами нуклеиновых кислот представляет собой исключительно тонкую операцию, при осуществлении которой может оказаться полезным луч лазера.

Лазер является также уникальным инструментом для микрозондирования клетки с целью изучения ее жизненных функций. Он позволяет исследовать внутриклеточную локализацию биохимических соединений, распределение поглощенных клеткой веществ, сравнение клеток, находящихся в различных физиологических состояниях, а также изучать особенности патологических изменений в клетках, например злокачественных опухолей. Таким образом, использование лазера сделало технически возможным решение ряда сложных задач цитологии, цитогенетики, эмбриологии и других областей биологической науки, которые раньше считались технически неразрешимыми.

С каждым годом лазеры находят все большее применение в медицинской и ветеринарной клинической практике. Уже через несколько лет после изобретения этого прибора в хирургии начали применять лазерный скальпель, для которого обычно используют непрерывного действия лазер на СО2 с мощностью несколько десятков ватт. Скальпель представляет собой заключенный в гибкую трубку световод, позволяющий направлять лазерный луч в любом направлении. Луч быстро нагревает и испаряет участок ткани, на котором он сфокусирован. Глубина разреза зависит от вида ткани, но в среднем она равна 2– .3 мм. Для более глубокого разреза его проводят в несколько приемов. Лазерный скальпель, так же как и высокочастотный, обладает перед механическим рядом преимуществ. Он по линии разреза заваривает кровеносные сосуды, что делает операционное поле почти бескровным, обеспечивает стерильность, так как не касается ткани и приводит к гибели микроорганизмы в области разреза. Существенно, что лазерный скальпель не оказывает на ткань механического давления, а это. уменьшает болезненность операции. Лазерный скальпель используют также для сшивания тканей. Таким образом, одним и тем же скальпелем можно сначала рассечь участок ткани, а затем, расфокусировав луч, заварить края раневого отверстия. Гибкие световоды, по которым луч света передается от генератора к оперируемому органу, позволяют иногда проводить операции без вскрытия брюшной полости или грудной клетки, вводя скальпель, например, через пищевод. Лазерные операции стали широко применять на желудочно-кишечном тракте, на сердце, при нейрохирургии и иссечении некоторых злокачественных опухолей. В онкологии существуют и другие способы использования лазерного излучения. Дело в том, что некоторые пигментированные опухоли (меланома, гемангиома) поглощают лазерное излучение гораздо интенсивнее, чем окружающие ткани. При определенном подборе дозы облучения происходит некротизация опухолевой ткани, тогда как окружающая ее здоровая ткань остается неповрежденной. Особенно хорошо поддаются этому методу кожные опухоли; рак кожи излечивается лазером в 97% случаев.

Хирургическое применение лазера впервые получило применение в офтальмологии для внутриглазных операций, поскольку хрусталик и стекловидное тело почти прозрачны для красного света, тогда как пигментированная сетчатка хорошо поглощает его. Особенно эффективным оказалось использование лазера при отслоении сетчатки от глазного дна. Обычное хирургическое лечение этого заболевания весьма болезненно и приводит к госпитализации больного на 2–3 мес. Лазерный луч, сфокусированный в определенном месте сетчатки, вызывает точечный ожог, в результате чего сетчатка «приваривается» к глазному дну. Лазерную микрохирургию используют также для лечения глаукомы, сущность которой заключается в том, что внутриглазная жидкость перестает выводиться из глаза. Это приводит к возрастанию внутриглазного давления, болям, ухудшению зрения и слепоте. Лечение глаукомы возможно путем создания отверстий в радужной оболочке, однако обычные хирургические методы здесь почти бессильны, и поэтому глаукома до последнего времени считалась практически неизлечимой. Лазер легко прожигает отверстие в радужной оболочке, однако прожигание оказалось неэффективным, потому что оно вызывает воспалительный процесс, который затем приводит к спайке образовавшегося канала. Гораздо больший эффект дает не прожигание, а пробивание отверстий за счет механического давления, для чего интенсивность луча должна быть больше, чем для прожигания, а время действия значительно меньше – до 10–7 с.