Біологічний ефект низькоінтенсивного лазерного випромінювання (гелій-неоновий і інфрачервоне світло) забезпечує широкий спектр фотохімічних і фото- фізичних змін, які обумовлюють інтенсифікацію структурно-метаболічних процесів, не пов'язаних з порушенням цілісності зон облученія3.

Вплив когерентного випромінювання з довжиною хвилі 0.63 мкм на біотканини викликає різні реакції організму, а саме:

1) збільшення концентрації лужної фосфатази в сироватці крові;

2) підвищення вмісту імуноглобулінів О, Т-лімфоцитів, а також фагоцитарної активності лей

3) зниження фактора, інгібуючої міграцію макрофагів;

4) посилення мікроциркуляції і фібрінолітічес- кой активності крові;

5) збільшення мітотичного індексу і потенціалу дії нерва;

6) нормалізація підвищеної судинної опірності.

Основними моментами в складному механізмі дії лазерного випромінювання на біологічні структури є сприйняття світлових променів фоторецепторами, трансформація їх молекулярної композиції і зміна їх фізико-хімічного стану. Надалі відбувається активізація біохімічних реакцій з ініціацією в ферментах активних і аллостеріческіх центрів і зростанням їх кількості. Підтвердженням цьому служить велика кількість публікацій про зростання ферментативної активності після лазерної терапіі4.

Дія когерентного світла на біотканини здійснюється за допомогою специфічних ензимів - фоторецепторів. Схематично первинний відповідь біологічних систем на лазерне вплив виглядає наступним чином: збуджена світлом Хромофорную група фоторецепторів передає енергію електронного збудження пов'язаного з нею білку, а якщо останній закріплений на мембрані, то і мембрані в цілому. В результаті зазначених процесів тепло, що виникає при безізлу- чательних переходах може викликати локальний нагрів фоторецепторів, що сприяє його переорієнтації. При цьому фоторецептор проходить ряд проміжних релаксаційних станів, що забезпечують як динамічні, так і статичні конформаційні перетворення білка і, відповідно, мембрани, з кото

рій фоторецептор пов'язаний, що, в свою чергу, призводить до зміни мембранного потенціалу і чутливості мембрани до дії біологічно активних речовин.

Широкий спектр біохімічних і фізіологічних реакцій, які спостерігаються в організмі у відповідь на вплив низькоінтенсивного лазера (рис. 9.1) свідчить про перспективність його використання в різних областях медицини. Аналіз результатів власних спостережень показав, що застосування інфрачервоного когерентного світла в ранньому післяопераційному періоді у хворих на генітальний ендометріоз (ендометріоз яєчників і тіла матки [міометректомія], рет- роцервікальний ендометріоз) сприяє зменшенню больового синдрому, покращує кровообіг в артеріях, що живлять матку і яєчники (по даними трансвагінальної ультразвукової допплерометрії) і, найголовніше, запобігає формуванню передаються статевим шляхом в малому тазу.

При повторній лапароскопії, проведеної з метою уточнення клінічної ситуації у частини хворих на ендометріоз яєчників, яким під час попередньої операції був проведений саль- пінгооваріолізіс, а в післяопераційному періоді в якості реабілітаційного лікування внутрівлагаліщ- ве низкоинтенсивное лазерне вплив, у всіх спостереженнях не виявлено будь-яких ознак передаються статевим шляхом.

Ми дотримуємося точки зору, згідно з якою низькоінтенсивний лазер є методом вибору при проведенні реабілітаційних заходів на другому (основному) етапі фізичного лікування хворих на генітальний ендометріоз. Разом з тим, не слід принижувати гідності та інших високоефективних методик - імпульсного електростатичного поля низької частоти, струмів надтональной частоти (ультратоноте- рапія), змінного і постійного магнітного поля.

Дослідженнями В.М. Стругацького і соавт.10 встановлено, що застосування імпульсного електростатичного поля низької частоти у гінекологічних хворих призводить до зменшення локальної хворобливості в малому тазу по ходу судин і нервових стовбурів, а також корекції гормонально-залежних порушень. Незважаючи на те, що основні клінічні ефекти імпульсного електростатичного поля - дефіброзірующее і анальгезирующий - виражені дещо слабше, ніж при лікуванні традиційними фізичними факторами з аналогічним по спрямованості дією, даний метод володіє істотною перевагою, а саме - здатність регулювати естроген-прогестероно- ше співвідношення. Завдяки цій здатності, імпульсна електростатичне поле низької частоти може бути використано для терапії хворих з гіперестро- геніей і / або супутніми гормонально-залежними утвореннями внутрішніх статевих органів, тобто, коли застосування тегоюобразующіх або теплопередающих факторів виключено або обмежено.

Ультратонотерапія - метод електротерапії, при якому на тіло пацієнта впливають змінним струмом надтональной частоти (22 кГц) високої напруги (3-5 кВ). Токи ультратональної частоти надають на біотканини м'яку дію, не викликаючи неприємних відчуттів. Під впливом ультратонотерапія спостерігається поліпшення локального крово- і лімфообігу, активізація обмінних процесів, купірування больового синдрому. Даний метод являє один з

високоефективних засобів, що попереджають реокклюзій маткових труб.

Механізм дії магнітного поля на біотканини пов'язують зі стимуляцією фізико-хімічних процесів в біологічних рідинах, біоколлоідамі, елементах крові. Передбачається, що анізотропні макромолекули під впливам магнітного поля змінюють свою орієнтацію і, тим самим, набувають здатність проникати крізь мембрани, впливаючи, таким чином, на біологічні процеси. До дії магнітного поля чутливі такі біологічні процеси, як вільнорадикальні реакції окислення ліпідів, реакції з переносом електронів в цитохромної системі, окислення негеминового заліза, а також реакції, що протікають за участю іонів метала перехідною групи. Магнітне поле викликає прискорення кровотоку, зменшує потребу тканин і клітин в кисні, має судинорозширювальну і гіпотензивну дію, впливає на функцію системи згортання крові. Поряд з впливом магнітних полів на фізико-хімічні процеси, механізм їх лікувальної дії заснований на індукуванні в тканинах вихрових струмів, що виділяють дуже слабке тепло; Останнім, в свою чергу, активізує кровообіг, процеси обміну і підсилює регенерацію, а також забезпечує седативний і болезаспокійливий еффекти5,11.

Слід зазначити, що в комплексі реабілітаційної терапії хворих на ендометріоз рекомендується використовувати радонові води у вигляді загальних ванн, вагінальних зрошень, мікроклізм. Радонотерапія сприятливо діє на організм хворих з різними алергічними реакціями, хронічним

колітом і невралгією тазових нервів.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Арсланян КН., Стругацький В.М., Адамян Л.В., Волобуєв А.І. Рання відновна фізіотерапія після мікрохірургічних операцій на маткових трубах. Акушерство і гінекологія, 1993, 2, 45-48

2. Залізне Б.І., Стрижаков А.Н. Генітальний ендометріоз. «Медицина», Москва, 1985

3. Ілларіонов В.Є. Основи лазерної терапії. «Респект», Москва, 1992

4. Козлов В.І., Буйлін В.А., Самойлов Н.1., Марков І.І. Основи лазерної фізіо- та рефлексотерапії. «Здоров" я », Київ-Самара, 1993

5. Оржешковскій В.В., Волков Е. С, ТАВРИКА НА. і ін. Клінічна фізіотерапія. «Здоров" я », Київ, 1984

6. Савельєва Г.М., Бабинская Л.Н., Бреусенко В.1. і ін. Профілактика передаються статевим шляхом після хірургічного втручання у гінекологічних хворих в репродуктивному періоді. Акушерство і гінекологія, 1995, 2, 36-39

Низькоінтенсивне лазерне випромінювання (НИЛИ) в дерматології і косметології застосовується досить давно і успішно. Понад сорок років ...

Низькоінтенсивне лазерне випромінювання (НИЛИ) в дерматології і косметології застосовується досить давно і успішно. Понад сорок років воно є для всіх звертаються з різними шкірними захворюваннями або косметологічними проблемами. За цей час як глибокими науковими дослідженнями, так і практичною роботою була доведена цілюща сила лазерної терапії і виключно благотворний вплив НИЛИ не тільки на шкірний покрив, але і на організм в цілому [Москвін С.В., 2000].

Раніше більшість фахівців застосовували лазерне випромінювання як лікувальний фактор, використовуючи тільки ті лазери, що були в їх розпорядженні, при цьому не реалізуючи по справжньому унікальні лікувальні можливості лазерної терапії в повному обсязі. З іншого боку, особливості косметології як напрями не тільки лікувального, а й профілактичного плану настійно вимагали розробки нової, максимально ефективної апаратури на основі новітніх методологічних підходів. Кілька років спільної роботи вчених, інженерів і косметологів дозволили не тільки створити таку спеціалізовану під ці завдання технічну базу, а й розробити по справжньому ефективні, «працюють» методики.

Найбільш зручними (і ефективними) для косметології є апарати, за допомогою яких можна впливати декількома режимами випромінювання, проводити сеанси лазеротерапії, використовуючи послідовно випромінюють головки з різними довжинами хвиль, потужностями та іншими параметрами. Всім цим вимогам повною мірою відповідає лазерні терапевтичні апарати «Матрикс» і «ЛАЗМІК®», які і були обраний за основу лазерного фізіотерапевтичного комплексу «Матрікс- Косметолог». Представлений у книзі матеріал орієнтований на застосування саме цього комплексу з оптимальним набором випромінюючих головок і насадок (з огляду на його унікальні можливості), але ряд пропонованих методик передбачає використання і інших лазерів. Особливо це стосується питань лікування різних дерматологічних захворювань. У будь-якому випадку вибір конкретної методики завжди залишається за фахівцем.

При взаємодії лазерного випромінювання з покривами тіла людини частина оптичної енергії відбивається і розсіюється в просторі. А інша частина поглинається біологічними тканинами. Характер цієї взаємодії, зокрема глибина проникнення випромінювання, залежить від багатьох факторів (довжини хвилі, властивостей шкіри і підлеглих тканин, методики впливу та ін.) І визначає ефективність лазерної терапії в цілому.

Шкіра, кровоносні судини, підшкірно-жирова тканина, клітковина і скелетні м'язи не однаково поглинають оптичне випромінювання різної довжини хвилі. Глибина проникнення оптичного випромінювання поступово наростає при переході від ультрафіолетової частини спектру випромінювання до інфрачервоної області. Низькоінтенсивне лазерне випромінювання, яке застосовується в фізіотерапії, може належати до різних спектральним діапазонами, але найбільш часто використовується лазерне випромінювання червоного та інфрачервоного спектрів, яке володіє найбільшою проникаючою здатністю і м'яким біологічним і лікувальну дію. Внаслідок цього - найбільша терапевтична широта, виразне і тривало зберігається лікувальну дію і косметичний ефект. Саме ці якості зумовили інтерес до НИЛИ з такими спектральними параметрами.

Майже при всіх захворюваннях, незалежно від етіології та патогенезу, а також при старінні існує порушення мікрогемо- і лімфоціркуляцію. В результаті порушується нормальне співвідношення між клітинним, інтер стіціальним, кровоносних і лімфатичних просторами внутрішнього середовища організму. Поломка мікрокапілярного механізму (спазм капілярів, зниження їх числа і щільності, шунтування крові і лімфи на прекапіл- лярная ділянці, погіршення реології середовища, що транспортується) веде до набряку, гіпоксії тканин, недоокислених продуктів обміну і їх накопичення, порушення функцій генового пулу, накопичення в тканинах гидролитических продуктів, виснаження антиоксидантних і імунокомпетентних систем і т. д.

Вплив низькоінтенсивного лазерного випромінювання на біологічні тканини залежить від активізації біохімічних реакцій, індукованої лазерним світлом, а також від фізичних параметрів випромінювання. Під впливом НИЛИ атоми і молекули біологічних тканин переходять в збуджений стан, активніше беруть участь в фізичних і фізико-хімічних взаємодіях. Як фотоакцепторов можуть виступати різні складні органічні молекули: білки, ферменти, нуклеїнові кислоти, фосфоліпі- ди, і ін., А також і прості неорганічні молекули (кисню, двоокису вуглецю, води). Виборче або переважне порушення тих чи інших атомів або молекул обумовлено довжиною хвилі і частотою НИЛИ. Для видимого діапазону фотоакцепторов служать хроматоформние (светопогло- щающую) групи білкових молекул. НИЛИ інфрачервоного діапазону переважно поглинається молекулами білка, води, кисню і вуглекислоти.

Поглинання енергії призводить до різкого збільшення внутрішньоклітинної концентрації Са 2+ і стимуляції кальційзалежних процесів: прискорення течії внутрішньоклітинних біохімічних реакцій вільнорадикального типу, збільшення вмісту вільних, не пов'язаних з білками і кристаллизационной водою форм біологічно активних молекул, активація накопичення і вивільнення АТФ, відновлення клітинних мембран, активація проліферації та ін. Таким чином, відбувається неспецифічна стимуляція біохімічної активності тканин, схильних до лазерному опроміненню. Багато молекулярні акцептори НИЛИ пов'язані з клітинними мембранами і, переходячи в електронно-збуджений стан, підвищують біоенергетичну активність клітинних мембранних комплексів і фіксованих на мембранах ферментативних систем, що підтримують життєдіяльність і синтетичні процеси в клітці (рис. 73).

Аналіз змін внутрішньоклітинних біохімічних процесів, які виникають під впливом НИЛИ, показує, що відбувається посилення окисного фосфорилювання глюкози (цикл Кребса) і збільшення вироблення АТФ. Це пов'язано з активізацією ланцюга дихальних ферментів мітохондрії (цитохромів) і прискоренням переміщення по цьому ланцюзі електронів, внаслідок чого підвищується енергетичний потенціал клітини. Стимуляція різних внутрішньоклітинних ферментативних процесів, систем життєзабезпечення призводить до посилення кисневого метаболізму. Під впливом НИЛИ збільшується напруга кисню в тканинах і його утилізація клітинами. Відбувається виражене посилення місцевого кровообігу, швидкості кровотоку, збільшення числа колатералей і функціонуючих капілярів. В результаті підвищується до необхідного рівня постачання тканин киснем і задовольняється надлишковий «метаболічний запит», стимульований НИЛИ. Збільшення активності кисневого метаболізму сприяє посиленню енергетичних і пластичних процесів в клітині.

Відомо, що аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) виконує роль універсального фотобіологічні акумулятора енергії. В основі різноманітних життєвих функцій, пов'язаних зі споживанням енергії АТФ, лежать:

1) енергозабезпечення хімічних зв'язків біологічних сполук (основа синтезу різноманітних хімічних сполук);

2) механічна робота (поділ клітин, рухова активність м'язів);

3) біоелектричні процеси (забезпечення функцій клітинних мембран).

Біологічні мембрани клітин відіграють життєво важливу роль своєрідного структурного бар'єру між організмом і навколишнім середовищем. Порушення мембрани може призвести до порушення роботи клітин і навіть їх загибелі. Лазерне випромінювання дозволяє запобігти цьому процесу, впливаючи на антиоксидантний механізм захисту.

Проліферація (розподіл) клітин - процес, який відбувається постійно. Швидкість проліферації залежить від типу клітин. Важливо, що лазерне випромінювання не тільки підсилює проліферацію, що дозволяє прибрати з організму «старі» клітини і замінити їх молодими, але, найголовніше, відновлює биоритмики поділу різних груп клітин в тканинах і їх взаємодії.

Лазерний вплив, безумовно, проявляється як багаторівневе вплив на організм: від виникнення порушених станів і конформаці- ційної перебудови молекул, зміни кисневого балансу і активності окисно-відновних процесів, зміни мембранного потенціалу клітини, зміни рН міжклітинної рідини, мікроциркуляції та ін. До виникнення на рівні організму у відповідь комплексних адаптаційних нейрорефлекторних і нейрогуморальних реакцій з активацією імунної системи.

При впливі низькоінтенсивних лазерним випромінюванням на поверхневі биоткани людини (шкіра, підшкірна жирова клітковина, жирові скупчення і м'язи) відбуваються такі позитивні зміни:

Ліквідація супутніх або паралельно протікають запальних процесів;

Посилення місцевого і загального імунітету, і як наслідок цього, антибактеріальну дію;

Уповільнення старіння клітин і позаклітинної сполучної тканини;

Поліпшення еластичності і зниження щільності епідермісу і дерми;

Збільшення товщини епідермального шару і дермоепідермального з'єднання за рахунок збільшення числа мітозів і зменшення десквама- ції;

Реконструкція дерми за рахунок упорядкування структури еластичних кол лагенових волокон з відновленням водного сектора і зменшенням кількості колоїдних мас;

Збільшення кількості потових і сальних залоз з нормалізацією їх активності зі збереженням гомогенності, відновлення маси жирової тканини паралельно з нормалізацією в ній метаболічних процесів;

Фіксація скупчень жирової тканини на своєму природному місці, збільшення м'язової маси з поліпшенням метаболічних процесів і як результат перерахованих вище змін - зниження ступеня провисання (птозу);

Стимуляція росту волосся за рахунок посилення мікроциркуляції і поліпшення харчування тканин.

Перерахованих ефектів лазерної терапії можна досягти тільки при її систематичному і тривалому застосуванні!

Перші результати іноді можна отримати вже на 2-3-й процедурі, але в більшості випадків тільки через 10-30 сеансів. Для закріплення отриманого результату в косметології необхідне проведення профілактичних курсів 3-4 рази на рік, кожен з яких складається не менше ніж з 10 сеансів. При лікуванні різних дерматологічних захворювань методичні підходи істотно різняться, вони представлені у відповідних розділах.

Таким чином, лазерна терапія і лазерна профілактика - процес динамічний, що проходить під контролем фахівців: косметолога або дерматолога, які пройшли спеціалізацію по лазерної терапії.

В нашому Центрі Медицини та Естетики «Тріше-клінік» Низькоінтенсивне лазерне випромінювання (НИЛИ)виконуються тільки лікарями, які пройшли спеціальне навчання. У кожному конкретному випадку лікар визначає доцільність процедури.

Лазерна НИЗЬКОІНТЕНСИВНЕ ТЕРАПІЯ

На сьогодні ситуацію в лазерної медицини можна охарактеризувати як збагатити новими тенденціями. Якщо залізти в ІНТЕРНЕТ, то з лазерної медицини вискочить більше 27 000 посилань, а якщо сюди додати роботи, виконані раніше в СРСР і Росії-СНД протягом 30 років, то число публікацій впевнено перевершить 30 000. Ще порівняно недавно переважна більшість робіт було присвячено лазерної хірургії. Сьогодні вже більше половини всіх публікацій пов'язано з проблемами лазерної терапії. Що ж змінилося? Перш за все - підвищився рівень розуміння механізмів впливу низькоінтенсивного оптичного випромінювання (НТІ) на живі організми.

Нагадаємо: ми розділяємо лікувальну дію лазерного випромінювання на хірургічне та терапевтичне. Терапевтичне, на відміну від хірургічного, являє собою керуючий, а не деструктивне, Вплив. Це означає, що після впливу біооб'єкт залишається живим. Більш того, якщо завдання управління об'єктами в живому організмі, поставлена ​​як основна при лазерної терапії, вирішується правильно, то біооб'єкт стає після впливу як би «краще, ніж був» - в ньому придушуються патологічні процеси і стимулюються природні, що підтримують гомеостаз. Зауважимо, що для НТІ є природна «точка відліку» - спектр сонячного світла (див. Рис 21.1).

Мал. 21.1.

Залежно спектральної щільності сонячного світла від довжини хвилі:

1 - за межами атмосфери; 2 - випромінювання абсолютно чорного тіла з температурою 5900 0 К; 3 - на поверхні Землі на середніх широтах (висота 30 0 над горизонтом).

Цей «репер» вже розглядався вище (Л1). Інтегральна по спектру інтенсивність сонячного випромінювання у вільному просторі на відстані, рівному середній відстані між Землею і сонцем, становить 1353 Вт / м 2. На шляху до поверхні Землі випромінювання активно фільтрується земною атмосферою. Поглинання в атмосфері в основному обумовлено молекулами водяної пари (Н 2 О), вуглекислого газу (СО 2), озону (О 3), окису азоту (N 2 O), окису вуглецю (СО), метану (СН 4) і кисню ( О 2).

Живі організми в процесі еволюції багаторазово адаптувалися до мінливих «електромагнітної обстановці». На поверхні Землі живе близько півтора мільйонів видів живих організмів, і всі вони існують завдяки сонячному світлу.

У ХХ столітті ситуація з «електромагнітної середовищем» на Землі виявилася вельми відмінною від тієї, з якою організми стикалися протягом багатьох мільйонів років еволюції. З'явилося безліч антропогенних випромінювань. В оптичному (УФІКОП) діапазоні вище всіх по спектральної щільності випромінювання розташовуються лазерні апарати. Залежність спектральної щільності випромінювання медичних лазерів від довжини хвилі в порівнянні з аналогічною залежністю для випромінювання Сонця і деяких інших джерел світла представлена ​​на рис 21.2.

Мал. 21.2.

Спектр випромінювання різних джерел світла:

1 - сонячне світло на поверхні Землі в середніх широтах; 2 - максимальний оціночний рівень природного фону; 3 - неон-гелевий лазер безперервного режиму, потужність 15 мВт, довжина хвилі 633 нм, площа плями 1 см 2; 4 - суперлюмінесцентний світлодіод, інтегральна потужність 5 мВт, максимум інтенсивності 660 нм; 5 - напівпровідниковий лазер квазінепереривних режиму, 5 мВт, 780 нм; 6 - напівпровідниковий лазер імпульсно-періодичного режиму, потужність в імпульсі 4 Вт, 890 нм; 7 - побутова лампа розжарювання 60 Вт, відстань 60 см.

Суцільна лінія, що перекриває весь спектральний діапазон від УФ до ІЧ-областей, демонструє «згладжений» рівень сонячного світла на середніх широтах в ясний літній день. По відношенню до природного рівня сонячного світла спектральні щільності застосовуваних в медицині лазерних і світлодіодних апаратів сильно розрізняються. Наприклад, спектральний максимум світлодіодного випромінювача (крива 4, див. Нижче) у відповідному спектральному інтервалі знаходиться на рівні випромінювання Сонця, а аналогічна крива ІК лазерного апарату на базі напівпровідникового лазера квазінепереривних режиму (крива 5) досягає максимального оціночного рівня природного фону (крива 2) . У той же час максимуми кривих для імпульсного напівпровідникового лазера (крива 6) і особливо для неон-гелієвого (крива 3) перекривають ці значення на кілька порядків. При цьому максимуми спектральної щільності джерел відображають не стільки енергетичні характеристики світла, скільки ступінь його монохроматичности. Так, вихідна потужність неон-гелієвого лазера перевищує потужність червоного світлодіода всього в 3 рази, а по максимуму спектральної щільності це перевищення складає більше 10 5 (!).

Підвищений порівняно з природним фоном рівень «штучного» ЕМІ відповідає появі на поверхні Землі додаткової електромагнітної енергії, величина якої безперервно зростає. Ця енергія в принципі може (та, мабуть, і повинна) «зацікавити» біологічні системи або в плані вироблення загального адаптаційного синдрому (типу стресової реакції), або адаптуватися до впливу подібно фотосинтезу. Минулий століття, очевидно, являє собою дуже маленький термін для реалізації такої масштабної програми, але замислюватися над проблемою необхідно вже зараз.

Низькоінтенсивне оптичне випромінювання, в першу чергу лазерне, знайшло найширше застосування в медицині. «Важко назвати захворювання, в лікуванні якого не було б апробовано лазерне вплив. Просте перерахування форм і варіантів патології, в лікуванні яких показана ефективність лазерного променя, займе багато місця, а перелік захворювань, при яких лікувальний ефект НТІ не викликає сумнівів, буде досить представницьким ».

Є багато робіт з вивчення механізмів дії НТІ на біологічні об'єкти різного рівня організації - від молекулярного до организменного і надорганізменного. Однак немає до сих пір загальноприйнятою концепції механізму дії НТІ на живі організми. Є кілька альтернативних точок зору, що пояснюють окремі явища або експерименти.

Чому ми говоримо не НИЛИ (низкоинтенсивное лазерневипромінювання) а НТІ (низкоинтенсивное оптичневипромінювання)? Тому що з основних характеристик лазерного випромінювання основне значення мають довжина хвилі і спектральна щільність. Когерентність і поляризація лазерного випромінювання не впливають в настільки сильному ступені на біостімуляціонних ефект, хоча стверджувати, що вони взагалі не мають значення, немає достатніх підстав.

Серед проблем фототерапії, що знаходяться в центрі уваги як медиків і біологів, так і розробників апаратури, головна - з'ясування механізмів дії НТІ на біооб'єкти. Ця проблема є центральною протягом ось уже майже 50 років розвитку НІЛТ. Поки вона далека від вирішення, хоча сам факт різкого підвищення інтересу до НІЛТ в останні 10 років говорить про позитивні зрушення в її вивченні. У середовищі медиків і біологів сформувалося уявлення про специфічність і відсутності адресності взаємодії НТІ з живими організмами. Саме, специфічнимназивають взаємодію світла і БО, пов'язане з інтенсивним молекулярним поглинанням світла, тобто таким, для якого встановлені «специфічні» фотоакцепторов, здійснюють первинне поглинання світла і запускають потім ряд «специфічних» фотохімічних реакцій. Типовий приклад такої взаємодії - фотосинтез. відповідно, неспецифічнимвзаємодія вважається тоді, коли біологічний відгук великий, а поглинання світла настільки мало, що однозначно встановити первинний акцептор не представляється можливим. Саме цей аспект - встановлення первинних акцепторів при відсутності сильного поглинання - і викликає найбільш запеклі дискусії, оскільки перетворення неспецифічного взаємодії в специфічне відкриває шлях до практичного застосування НІЛТ нема на емпіричної, а на строго науковій основі.

Феномен дії НТІ досліджується на різних рівнях. Маються на увазі ієрархічні рівні побудови живої системи: молекулярний, Органоїдність, клітинний, тканинний, організменний, надорганізменних. На будь-якому з цих рівнів зустрічаються свої проблеми, але найбільші труднощі пов'язані з переходами з одного рівня на інший.

Якщо перш за все слід враховувати спектральну щільність і довжину хвилі, то це означає, що аналогічне біологічну дію може бути забезпечено як лазерними, так і некогерентного джерелами (перш за все, світлодіодами) за умови збігу зазначених характеристик.

Спектральний діапазон, в якому працюють лазерні терапевтичні апарати, відповідає «вікна прозорості» биотканей (600-1200 нм) і знаходиться далеко від характерних смуг електронного поглинання всіх відомих хромофоров організму (виняток - пігменти очі, які поглинають на лініях 633 і 660 нм). Отже, ні про яку значноюпоглиненої енергії не може бути й мови.

Проте, під дією НТІ спостерігається цілий ряд клінічних ефектів, які протягом тривалого часу є основою НІЛТ. Якщо спробувати узагальнити всі ці ефекти, то можна сформулювати неспецифічне інтегральне дію на клітинному рівні: лазерне випромінювання впливає на функціональну активність клітин.При цьому воно не змінює самої функції, але може посилювати її інтенсивність. Тобто, еритроцит як пролазив через капіляри, віддаючи через свою оболонку і стінки капілярів кисень, так і продовжує цей робити, але він після опромінення може це робити краще.Фагоцит як відловлювали і знищував хвороботворних гостей, так і продовжує це робити, але вже з іншою швидкістю. Інакше кажучи, під дією НТІ змінюється швидкість процесів клітинного метаболізму.На фізико-хімічному мовою це означає, що потенційні бар'єри ключових біологічних реакцій змінюють свою висоту і ширину. Зокрема, НТІ може сильно вплинути на мембранний потенціал. З ростом напруженості поля мембрани активаційні бар'єри ферментативних реакцій, зав'язаних на мембранний транспорт, знижуються, забезпечуючи тим самим експоненціальне зростання швидкості ферментативних реакцій.

Ключовим поняттям при розгляді дії НТІ є спектр біологічної дії (СБД) . Визначення СБД вже давалося в курсі ОВФПБО. Зважаючи на важливість згадаємо його ще раз.

Якщо в результаті поглинання світла виникає деякий новий продукт, то тимчасова залежність концентрації цього продукту c (t)підпорядковується рівнянню:

(21.1)

де η - квантова ефективність, σ - перетин поглинання світла в перерахунку на одиничний квант, Ι (t) - інтенсивність падаючого світла, ħω - енергіяпоглощаемого фотона.

Очевидно, означає число поглинених фотонів. Якщо ввести в розгляд функцію, що має сенс швидкості продукції біомолекул даного виду в перерахунку на один фотон з довжиною хвилі λ, то вона і є кількісним виразом СБД. Якісно ж СБД визначається як залежність відносної ефективності досліджуваного фотобіологічні ефекту від довжини хвилі.СБД, тим самим, є та частина спектра поглинання, яка відповідає за певний фотобиологический ефект. На молекулярному рівні можна розглядати СБД в перерахунку на одиничний квант. Але СБД цікавий тим, що його можна розглядати на будь-якому системному рівні.Справді, все випромінювання, що поглинається Біооб'єкти, формує його спектр поглинання (СП). Але спектр біологічної дії формується тільки тими молекулами, які ініціюють даний ефект.Тому природно називати молекули, відповідальні за СБД, диференціальнимимолекулами (на відміну від фоновихмолекул, відповідальних за весь СП). Часто СБД розглядається як адитивна частина СП. Але такий розгляд можна визнати коректним тільки в тому випадку, коли є рецепт виділення СБД з СП (подібно до того, як виділяється при сильному зашумлення сигнал з шуму за рахунок відмінності кореляційних функцій). Якщо ж шум носить модуляційний характер, тобто присутня не як прибавляемаядо сигналу величина, а як множник, Так що амплітуда шуму зростає при зростанні сигналу, то виділення корисної інформації різко ускладнюється. Адитивність СБД по відношенню до СП можна розглядати тільки в разі лінійностівзаємодії лазерного випромінювання з Биосреда, або при явно нехтує малому взаємодії диференціальних молекул один з одним. Це в дуже багатьох випадках не видається очевидним, оскільки, як правило, всякий фотобиологический ефект носить пороговий характер, тобто проявляє нелінійність. Тому для реєстрації СБД необхідний методичний копромісс, що включає перехід з одного системного рівня на інший.Саме,

1) підбір стандартного і, по можливості, добре вивченого біооб'єкту зі стабільними і відтворюваними характеристиками;

2) вибір параметра Р, що характеризує біооб'єкт на більш високому (в даному випадку клітинному) рівні, з тим, щоб Р був лінійнопов'язаний з ймовірністю мікрособитія (первинного акту порушення біомолекули), тобто його вимір не вносив би збурень в клітку і дозволяло б реалізовувати прийнятну точність;

3) наявність джерела випромінювання, перебудовується в заданому діапазоні спектра з достатньою монохроматичністю і заданою інтенсивністю, що забезпечує досягнення необхідного ефекту.

Одночасне забезпечення цих умов представляє великі практичні труднощі. Тому наведені в літературі відомості про вимірювання СБД майже все неспроможні з методичної точки зору. Виняток становлять роботи, що проводяться в ФІАН (С.Д. Захаров з співр.) Спільно з Онкологічним центром РАМН ім. М.М. Блохіна (А.В. Іванов з співр.).

Дослідження спектрів біологічної дії - це шлях від неспецифічної дії світла до специфічного. Основний «камінь спотикання» при пошуку первинного фотоакцепторов ( «проблема первинного фотоакцепторов») - це відсутність помітного поглинання НТІ для всіх використовуваних в фототерапії довжин хвиль. Тому в рамках традиційної фотобиологии лазерні біостімуляціонних ефекти не знаходять задовільного пояснення. Що ж до «нетрадиційної» фотобиологии, то тут на перший план висувається вода (внутрішньоклітинна, внутритканевая і т.д.) як універсальний неспецифічний фотоакцепторов, що передбачає наявність первинних фотофізичних процесів. Така концепція передбачає, що первиннимфотоакцепторов (на молекулярному рівні) є розчинений молекулярний кисень, який при поглинанні кванта світла переходить в синглетний стан. Тим самим специфічність на молекулярному рівні поєднується з неспецифічністю на наступних рівнях системної ієрархії. Перехід 3 О 2 → 1 О 2 відбувається на довжинах хвиль 1270, 1060, 760, 633, 570, 480 нм, причому для ізольованою молекули О2 цей перехід заборонений. Однак у водному середовищі освіту синглетного кисню можливо, і це перш за все проявляється в спектрі збудження клітинної реакції еритроцитів (як зміна пружності мембрани). Максимум цього ефекту відповідає 1270-1260 нм (смуга поглинання молекулярного кисню), а форма спектра детально збігається з лінією переходу з основного на початку збуджений стан молекулярного кисню (3 Σ g → 1 Δ g).

Синглетний кисень відіграє ключову роль практично у всіх процесах клітинного метаболізму, причому для зміни характеру ферментативних реакцій потрібно дуже мале зміна концентрації 1 О 2 (в межах порядку). Експерименти останніх років (зокрема, Г. Клима) показали, що швидкість клітинного росту для найважливіших клітинних культур (лейкоцити, лімфоцити, фібробласти, злоякісні клітини та ін.) Істотно змінюється в залежності від щільності енергії (в межах від 10 до 500 Дж / см 2), режиму і довжини хвилі падаючого випромінювання. Перехід з молекулярного рівня на клітинний здійснюється через зміну структури водної матриці. Гасіння синглетного кисню може відбуватися, як відомо, або хімічним, або фізичним шляхом. За відсутності сенсибілізаторів (див. Нижче, гл. 24) можна вважати, що переважає фізичне гасіння (в клітинах добре розвинена захист від хімічного гасіння). При фізичної дезактивації молекул 1 О 2 на коливальні підрівні оточуючих молекул передається енергія близько 1 еВ. Цієї енергії достатньо для розриву водневих зв'язків, створення іонних або орієнтаційних ефектів. Середня коливальна енергія на ступінь свободи при фізіологічній температурі (~ 310 К) становить ~ 0,01 еВ, тому локальне вивільнення енергії 1 еВ призводить до сильного обурення структури ближнього оточення розчиненої молекули 1 О 2 .Якщо припустити, що навколишнє середовище в межах молекулярних масштабів відстаней підпорядковується законам теплопровідності (що, взагалі кажучи, невірно!), то в результаті рішення рівняння для сферично симетричного випадку отримуємо:

де Q- миттєво вивільняється в початковий момент енергія, D- коефіцієнт теплопровідності, H- теплоємність, ρ - щільність речовини. Якщо підставити сюди дані для води і прийняти Q = 1 еВ, то за час порядку 10 -11 с виділення такої енергії призведе до розігрівання до 100 0 С області діаметром ~ 10Å (10 -7 см). Ця оцінка, свідомо неправомірна на малих відстанях, може розглядатися як нижню межу просторово-часового масштабу для своєрідного мікрогідравліческого удару. У термодинамічно стійкому стані одиничне обурення на відстанях ~ 10 -7 см не може грати помітну роль і має з гарантією руйнуватися тепловими флуктуаціями. Однак біорідини не можна, взагалі кажучи, розглядати як термодинамічно рівноважні структури. Для моделювання процесів в біорідинах слід використовувати метастабільний стан розчинів біомолекул, що виникає в початкових фазахпроцесу розчинення. Особливість таких метастабільних станів - висока чутливість до локальних збурень.

Оцінимо об'єм сфери обурення, не вдаючись до рівняння теплопровідності. Вважаючи, що середня коливальна енергія на одну молекулу водної матриці становить 0,01 еВ, отримаємо, що енергія дезактивації 1 О 2 в 1 еВ рівномірно розподіляється між 100 молекулами води. Внутрішньоклітинна або внутритканевая вода є структури, близькі до рідкого кристалу (одновимірний дальній порядок), з відстанню між молекулами ~ 2,7 Å. При «згортання» таких частинок в кульової шар 100 молекул якраз поміщаються всередині сфери радіусом ~ 10 Å., Що якісно збігається з «антіоценкой» по теплопровідності.

Зміна структури водної матриці повинно відображатися в зміні показника заломлення розчину біорідини, що спостерігалося експериментально при опроміненні розчинів біорідин випромінюванням Ні-Nе лазера (λ = 632,8 нм).

Відзначимо, що динамічні порушення жидкокристаллической води можуть при певних умовах приводити до виникнення колективних динамічних станів (аналогічно перевищення порога генерації в лазері, де позначається лавиноподібне зростання переважання індукованого випромінювання). Інакше кажучи, динаміка води стає когерентної, Так що структура рідини в обсязі деякого кластера стає домінуючою у всьому об'ємі розчину. За проведеними оцінками, в 1 см 3 води знаходиться в середньому 10 16 -10 17 кластерів, з яких тільки в 10 10 -10 11 виникають молекули фотозбудженого синглетного кисню (~ 10 -6 від загального числа). При релаксації цих кластерів формуються зародки нової структурної фази. Синергетика при зростанні зародків дає зміна Δn 0, В 10 6 разів більше, ніж відповідало б переорієнтації окремого кластера. Це як раз спостерігалося експериментально (С.Д. Захаров з співр., 1989): поглинання світла від лазера в межах 10 -2 -10 -9 Дж викликало таку зміну показника заломлення плазми крові, яке відповідало б «охолодженню» всього обсягу середовища на ~ 6 Дж (!). Після Захарова аналогічні за характером залежності спостерігалися в розчинах білків, ліпідів, глікопротеїнів і ін. Загальним для всіх цих речовин інгредієнтом є вода, а це побічно підтверджує той висновок, що вода є універсальним неспецифічним акцепторомдля всіх видів електромагнітних випромінювань, «специфічним» акцептором для якого є розчинений газ з повітря (О2, N 2, CO 2, NO і ін.). Тим самим первинні процеси за участю газів повітря ( «дихальна ланцюг») призводять до вторинних процесів, пов'язаних з переорієнтацією водної матриці.

Вторинні процеси інакше називають Темнова, маючи на увазі те, що багато реакції на клітинному рівні, викликані опроміненням, відбуваються досить довго після припинення опромінення. Наприклад, синтез ДНК і РНК після 10-секундного опромінення спостерігається через 1,5 години. Велика кількість можливих вторинних механізмів на сьогодні не дає побудувати більш-менш переконливий «місток» між клітинним і тканинним рівнем, подібний «когерентності» орієнтації водної матриці. Проте, накопичення даних говорить на користь переважання окисно-відновних процесів.

При аналізі процесів на тканинному рівні на перший план виходять характеристики падаючого випромінювання (не тільки довжина хвилі і доза, але когерентність, поляризація, просторовий розподіл потужності). Особливі суперечки викликає роль когерентності.

На користь необхідності врахування когерентності говорить те, що при розсіянні лазерного випромінювання від біооб'єкту завжди спостерігається спекл-структура, що несе інформацію про об'єкт (докладніше див. Нижче, гл. 27) і дозволяє домагатися при певних умовах терапевтичного ефекту. Спекл-структура спостерігається тільки при досить високому ступені когерентності падаючого випромінювання. Значить, нехтувати когерентністю не можна, тим більше, що для різних типів лазерних джерел ступінь когерентності може відрізнятися досить сильно (див. Рис. 21.2, де спектральна щільність для неон-гелієвого лазера багаторазово перевершує таку для напівпровідникового лазера через більш високої монохроматичности; але монохроматичность - прямий наслідок тимчасової когерентності).

Противники обліку когерентності призводять в свою користь той факт, що когерентність практично відразу руйнується при взаємодії лазерного випромінювання з оптично анізотропними біотканямі. Численні експерименти на клітинному і субклітинному рівнях показують, що аналогічні ефекти спостерігаються як при використанні лазера, так і некогерентних джерел (лампи розжарювання, забезпеченою світлофільтром).

Мабуть, істина, як це зазвичай буває, захована десь між полярними точками зору. В процесі переизлучения всередині тканини когерентність, дійсно, руйнується. Але при цьому формуються зони з високим ступенем просторової неоднорідності випромінювання. Ступінь виникає просторової неоднорідності прямо пов'язана зі ступенем когерентності падаючого випромінювання. Висока щільність потужності викликає локальні нелінійні ефекти на рівні первинних процесів. На клітинному рівні ця нелінійність неминуче викличе відповідну неспецифічну реакцію. Тим самим:

1) біотканини впливає на випромінювання, руйнуючи когерентність;

2) випромінювання впливає на біотканини, змінюючи її характеристики відповідно до ступеня когерентності падаючого випромінювання.

Отже, когерентність жевріє в тканинах безслідно, але дає початок каскаду процесів, від яких залежить ефект на тканинному рівні. Детальне вивчення просторових і часових характеристик цих процесів дозволить однозначно встановити роль когерентності в конкретних випадках (див. Літературу до Л. 27).

Дозовая залежність ефекту на тканинному рівні також може приймати специфічний характер. Виділяють три дозових порога:

1) мінімальна доза, що викликає зміни на клітинному рівні;

2) оптимальна доза, що викликає а) посилення морфообразовательних процесів, б) прискорення проліферації, в) диференціацію клітин;

3) гранична доза, при якій стимуляція змінюється пригніченням проліфераціонной активності.

Кількісне вираження дозових порогів залежить від багатьох параметрів (характеристик лазера, функціонального стану тканини, загального стану організму). В цілому легко встановити системну зв'язок між складністю з'ясування механізмів і рівнем організації, на якому ми бажаємо встановлювати будь-які закономірності: чим вище піднімаємося по ієрархії, тим помітніше роль емпірики. Виділення первинного фотоакцепторов на молекулярному рівні дозволяє побудувати, хоч і з чималими труднощами, картину вторинних ефектів на субклітинному і клітинному рівнях. Перехід з клітинного на тканинний рівень вже набагато складніше, тому рекомендації до вибору дози вже звучать не на рівні запису рішень тих чи інших рівнянь, а на рівні словесного опису можливих процесів. Перехід з тканинного на організменний рівень і взагалі грішить значною часткою шаманства: роби, як я кажу, інакше буде погано. Але, щоб, з одного боку, не уподібнюватися первісним священнослужителям, а з іншого - не вдавати з себе глибокодумно теоретика, все життя який розраховує не те, що потрібно для практики, а то, що йому самому подобається, спробуємо узагальнити задачу на надорганізменнихрівень.

Всі живі системи є відкритими нерівновагими системами, що працюють на балансі речовини і енергії при обміні з навколишнім середовищем. Жива система постійно самооорганізуется, тобто знижує свою ентропію. Інтенсивність зниження ентропії прямо пов'язана з кількістю що надходить в систему інформації. З цієї точки зору низкоинтенсивное оптичне випромінювання виступає в ролі зовнішнього сигналу (інформація), який стрибком переводить тригер (енергоінформаційний стан патологічного вогнища з переважанням ентропії) з одного стаціонарного стану в інший. Переклад організму як системи з одного стану в інший нерозривно пов'язаний з біоритмами. Діапазон біоритмів простягається від 10 - 15 с (час одного періоду світлової хвилі, що має той же порядок, що і час молекулярних електронних переходів) до ~ 7 · 10 10 с (середня тривалість життя), складаючи, тим самим, близько 10 25 Гц по шкалою частот. Завдання оптимізації впливу на організмовому рівні - привести вплив у відповідність з біоритмами.

Відносно низькочастотних біоритмів, вимірюваних днями, тижнями, місяцями, роками, оптимізація впливу означає проведення сеансів опромінення в ті моменти, коли це сприяє упорядкуванняприродних процесів і збоюпатологічних, що виявляють собою збільшення ентропії організму як системи. Наприклад, лікування хронічних захворювань, загострюються відповідно до сезонами (весна, осінь) наказує проведення курсів НІЛТ на початку відповідного сезону, ще до того, як починається чергове загострення хвороби. Практика показує, що ефективність лікування при цьому підвищується, причому це стосується не тільки до власне фототерапії, але і до супутніх медикаментозним і іншими методиками лікування. Попередження віддалених наслідків радикального лікування також рекомендує періодичне повторення курсів НІЛТ відповідно до тимчасових характеристиками патологічних процесів (докладніше див. Л.23). Іноді такий підхід до НІЛТ на організмовому і надорганізменного рівні називають хронобіологіческіе.

Стосовно до високочастотним біоритмам (в межах одного сеансуопромінення) можна відзначити такі особливості лазерної терапії.

Висока власна частота впливає електромагнітного випромінювання, відповідна періодичним процесам в біомолекул на рівні електронних переходів, надає багатющі можливості для модуляціївпливу. Крім того, можливе формування інформаційного блокувпливу з надзвичайно великою ємністю. В рамках такого блоку можливе створення многочастотноговпливу з заданим спектром частот модуляції. Нарешті, що особливо важливо з системної точки зору, можливе введення біосінхронізаціів саме вплив за рахунок зворотного зв'язку через біооб'єкт.

Організм як ціле має більш низькі частоти біоритмів (частки герц), його системи і органи - вищі (одиниці і десятки герц). Спектр біоритмів носить індивідуальний характер і може розглядатися як коливальний «портрет» конкретної особистості. Багаточастотну біосінхронізованное лазерне вплив може виключно ефективно управляти всіма реакціями організму, в тому числі і захисними реакціями на зовнішні несприятливі дії самої різної природи.

Література до лекції 21.

1. Дія електромагнітного випромінювання на біологічні об'єкти і лазерна медицина. Зб. під ред акад. В.І. Іллічова. - Владивосток: ДВО АН СРСР, 1989, 236 с.

2. В.М. Чудновський, Г.Н. Леонова, С.А. Скопин з співр. Біологічні моделі і фізичні механізми лазерної терапії. - Владивосток: Дальнаука, 2002 157 с.

Лазерне випромінювання в медицині є вимушену або стимулированную хвилю оптичного діапазону довжиною від 10 нм до 1000 мкм (1 мкм = 1000 нм).

Лазерне випромінювання має:
- когерентність - узгоджене перебіг у часі декількох хвильових процесів однієї частоти;
- монохроматичность - одна довжина хвилі;
- поляризованность - впорядкованість орієнтації вектора напруженості електромагнітного поля хвилі в площині, перпендикулярній її поширенню.

Фізичне і фізіологічна дія лазерного випромінювання

Лазерне випромінювання (ЛВ) має фотобіологічні активністю. Біофізичні та біохімічні реакції тканин на ЧИ різні й залежать від діапазону, довжини хвилі і енергії фотона випромінювання:

ІЧ-випромінювання (1000 мкм - 760 нм, енергія фотонів 1-1,5 ЕВ) проникає на глибину 40-70 мм, викликає коливальні процеси - теплове дію;
- видиме випромінювання (760-400 нм, енергія фотонів 2,0-3,1 ЕВ) проникає на глибину 0,5-25 мм, викликає дисоціацію молекул і активацію фотохімічних реакцій;
- УФ-випромінювання (300-100 нм, енергія фотонів 3,2-12.4 ЕВ) проникає на глибину 0,1-0,2 мм, викликає дисоціацію і іонізацію молекул -фотохіміческое дію.

Фізіологічна дія низькоінтенсивного лазерного випромінювання (НИЛИ) реалізується нервовим і гуморальним шляхом:

Зміна в тканинах біофізичних і хімічних процесів;
- зміна обмінних процесів;
- зміна метаболізму (біоактивації);
- морфологічні та функціональні зміни в нервовій тканині;
- стимуляція серцево-судинної системи;
- стимуляція мікроциркуляції;
- підвищення біологічної активності клітинних і тканинних елементів шкіри, активізує внутрішньоклітинні процеси в м'язах, окислювально-відновні процеси, освіту міофібрил;
- підвищує стійкість організму.

Високоінтенсивне лазерне випромінювання (10,6 і 9,6 мкм) викликає:

Термічний опік тканини;
- коагуляцію біологічних тканин;
- обвуглювання, згоряння, випаровування.

Лікувальна дія низькоінтенсивного лазера (НИЛИ)

Протизапальну, зниження набряклості тканини;
- аналгезирующее;
- стимуляція репаративних процесів;
- рефлексогенні вплив - стимуляція фізіологічних функцій;
- генералізоване вплив - стимуляція імунної відповіді.

Лікувальна дія високоінтенсивного лазерного випромінювання

Антисептичну дію, освіту коагуляционной плівки, захисний бар'єр від токсичних агентів;
- різання тканин (лазерний скальпель);
- зварювання металевих протезів, ортодонтичних апаратів.

показання НИЛИ

Гострі і хронічні запальні процеси;
- травма м'яких тканин;
- опік і відмороження;
- шкірні захворювання;
- захворювання периферичної нервової системи;
- захворювання опорно-рухового апарату;
- серцево-судинні захворювання;
- захворювання органів дихання;
- захворювання шлунково-кишкового тракту;
- захворювання сечостатевої системи;
- захворювання вуха, горла, носа;
- порушення імунного статусу.

Показання до лазерного випромінювання в стоматології

Захворювання слизової оболонки порожнини рота;
- захворювання пародонту;
- некаріозні ураження твердих тканин зубів і карієс;
- пульпіт, періодонтит;
- запальний процес і травма щелепно-лицевої ділянки;
- захворювання СНЩС;
- лицьові болі.

Протипоказання

Пухлини доброякісні та злоякісні;
- вагітність до 3-х місяців;
- тиреотоксикоз, діабет 1 типу, хвороби крові, недостатність функції дихання, нирок, печінки, кровообігу;
- гарячкові стану;
- психічні захворювання;
- наявність імплантованого водія ритму;
- судомні стани;
- індивідуальна непереносимість фактора.

апаратура

Лазери - технічний пристрій, що випускає випромінювання у вузькому оптичному діапазоні. Сучасні лазери класифікуються:

За активної речовини (джерело індукованого випромінювання) -твердотельние, рідинні, газові та напівпровідникові;
- по довжині хвилі і випромінювання - інфрачервоні, видимі і ультрафіолетові;
- за інтенсивністю випромінювання - низкоинтенсивние і високоінтенсивні;
- по режиму генерації випромінювання - імпульсний і безперервний.

Апарати комплектуються випромінюють головками і спеціалізованими насадками - стоматологічні, дзеркальні, акупунктурні, магнітні та ін., Що забезпечують ефективність проведеного лікування. Одночасне використання лазерного випромінювання і постійного магнітного поля підсилює лікувальний ефект. Серійно виробляються в основному три види лазерної терапевтичної апаратури:

1) на базі гелій-неонових лазерів, що працюють в безперервному режимі генерації випромінювання з довжиною хвилі 0,63 мкм і вихідною потужністю 1-200 мВт:

УЛФ-01, «Ягода»
- АФЛ-1, АФЛ-2
- ШАТЛ-1
- АЛТМ-01
- Талмая-1
- «Платан-М1»
- «Атолл»
- АЛОК-1 - апарат лазерного опромінення крові

2) на базі напівпровідникових лазерів, що працюють в безперервному режимі генерації випромінювання з довжиною хвилі 0,67-1,3 мкм і вихідною потужністю 1-50 мВт:

АЛТП-1, АЛТП-2
- «Ізель»
- «Мазік»
- «Віта»
- «Дзвіночок»

3) на базі напівпровідникових лазерів, що працюють в імпульсному режимі генерації випромінювання з довжиною хвилі 0,8-0,9 мкм, потужністю імпульсу 2-15 Вт:

- "Візерунок", "Візерунок-2К"
- "Лазурит-ЗМ"
- "Люзар-МП"
- "Нега"
- "Азор-2К"
- "Ефект"

Апарати для магнітолазерної терапії:

- "Млада"
- АМЛТ-01
- "Світоч-1"
- "Лазур"
- "Ерга"
- МИЛТА - магніто-інфрачервоний

Техніка і методика лазерного випромінювання

Вплив ЧИ проводять на вогнище ураження або органу, сегментарно-метамерной зони (накожно), біологічно активної точки. При лікуванні глибокого карієсу і пульпіту біологічним методом опромінення проводять в області дна каріозної порожнини і шийки зуба; періодонтиту - світловод вводять в кореневий канал, попередньо механічно і медикаментозно оброблений, і просувають до верхівки кореня зуба.

Методика проведення лазерного опромінення - стабільна, стабільно-сканирующая або сканирующая, контактна або дистанційна.

дозування

Відповідні реакції на ЧИ залежать від параметрів дозування:

Довжина хвилі;
- методика;
- режим роботи - безперервний або імпульсний;
- інтенсивність, щільність потужності (ПМ): низкоинтенсивное ЧИ -м'яке (1-2 мВт) застосовують для впливу на рефлексогенні зони; середнє (2-30 мВт) і жорстке (30-500 мВт) - на область патологічного вогнища;
- час впливу на одне поле - 1-5 хв, сумарний час не більше 15 хв. щодня або через день;
- курс лікування 3-10 процедур, повторний через 1-2 місяці.

Техніка безпеки

Очі лікаря і пацієнта захищають окулярами СЗС-22, СЗО-33;
- не можна дивитися на джерело випромінювання;
- стіни кабінету повинні бути матовими;
- натискати на кнопку «пуск» після установки випромінювача на патологічний осередок.

Дурнов Л.А. *, Грабовщінер А.Я. **, Гусєв Л.І. *, Балакірєв С.А. *
* Російський онкологічний науковий центр ім. М.М. Блохіна, РАМН;
** Асоціація «Квантова медицина», м.Москва

Нерідко в літературі, присвяченій низкоинтенсивной лазерної терапії різних захворювань, в списку протипоказань на першому місці стоїть онкологія. Такий підхід до онкологічних захворювань обумовлений тим, що до цих пір залишається неясним дію низькоінтенсивного лазерного випромінювання (НИЛИ) на злоякісні новоутворення. Вивченням даного чинника дослідники займаються з кінця 70-х рр.

Проведені різними вченими дослідження показали нижченаведені негативні результати такого впливу.

• Стимуляція росту клітин асцитної карциноми Ерліха в дослідах in vitro спостерігалася при впливі He-Ne лазера (Москалик К. et al. 1980).
• Стимулююча дія на пухлину різних видів НИЛИ виявлено у тварин-пухлиноносіїв (Москалик К. зі співавт .. 1981).
• Стимуляція росту меланоми Гардінг-Насс, аденокарциноми 765 і саркоми 37 відзначена при впливі He-Ne (633 нм) і імпульсного азотного лазерів (340 нм) (Ільїн А 1980, 1981, 1983; Плетньов С. 1980, 1985, 1987).
• Стимуляція росту доброякісних пухлин молочних залоз у експериментальних щурів отримана при впливі He-Ne лазера (Паніна Н. із співавт., 1992).
• Стимуляція росту і збільшення частоти метастазування таких пухлин, як: лимфосаркома плісе, меланома В-16, асцитної карцинома Ерліха, аденокарцинома легенів Льюїса, спостерігалися при впливі на них He-Ne лазером (Зирянов Б. 1998).
• Стимуляція росту в одних випадках і гальмування в інших відзначені при проведенні експериментів по впливу НИЛИ (480 нм і 640 нм) на культивовані клітини злоякісних пухлин людини (меланома, пухлини молочної залози і товстої кишки) (Dasdia Т. et al. 1988).

Аналогічні результати отримані при впливі НИЛИ на колонії різних злоякісних клітин аргоновим лазером або лазером на барвниках з накачуванням генерації аргоновим лазером з щільністю потужності 8,5-5,0 мвт / см KB. (Fu-Shоu Yang et.al., 1986).

З іншого боку, проведені дослідження довели і позитивні результати такого впливу.

• Гальмування перевіваемих пухлин при опроміненні кадмій-гелієвим лазером (440 нм) при СД 30 Дж (Ільїна АІ., 1982).
• Інгібуючу дію гелій-неонового лазера на живі клітини карциноми Льюїса вище при більш ранньому початку і більшої тривалості курсу опромінення (Іванов АВ., 1984; Захаров с.д., 1990).
• При впливі напівпровідникових лазером (890 нм) на перещеплюваних саркому Уокера у щурів і рак молочної залози у мишей відзначено уповільнення зростання пухлини на 37,5% при СД 0,46 Дж / см2, тоді як при СД 1,5 Дж / см2 ефект не виявлений (Михайлов В.А, 1991).
• При нерадикально віддаленої саркомі м'яких тканин у оперованих тварин з подальшим опроміненням гелій-неоновим лазером відзначено пригнічення пухлинного процесу. Працівниками Державтоінспекції зафіксовано подовження терміну життя тварин в два рази в порівнянні з контрольною групою (Дімант І.М., 1993).
• Виражені зміни в структурі первинної пухлини, аж до загибелі клітинних елементів пухлини, зафіксовані при лазерному опроміненні крові. Метастази у цих тварин були значно менше порівняно з контрольною групою (Гамалія М.Ф., 1988).

Результати експериментальних досліджень ми привели для того, щоб стало ясно, чому не можна впливати НИЛИ на новоутворення в клініці, оскільки результати непередбачувані.

В результаті досліджень вчених описані біологічні ефекти лазерного випромінювання низької інтенсивності (НИЛИ), які мають велике значення в практичній медицині, так як на відміну від лазерного випромінювання високої потужності, НИЛИ не пошкоджує тканини організму. Навпаки, низькоінтенсивне лазерне випромінювання має протизапальну, імунокорегуючої, знеболюючу дію, сприяє загоєнню ран, відновленню рівноваги між компонентами нервової системи. Джерелом різноманіття цих ефектів є механізми відповіді організму на лазерне випромінювання.

Лазерне випромінювання сприймають фотоакцепторов, або, простіше кажучи, особливі чутливі молекули, які беруть участь в підтримці рівноваги усередині клітини, кожної клітини людини. Після взаємодії лазерного випромінювання і чутливої ​​молекули в клітині активізується обмін речовин і енергії, що дає їй можливість повноцінно виконувати свої функції, а на певному етапі розвитку - ділитися, утворюючи здорове потомство.

Спосіб впливу низькоінтенсивних лазерним випромінюванням на організм залежить від виду і локалізації патологічного процесу. Розрізняють такі методи лазерної терапії: 1) лазерне опромінення крові 2) зовнішнє (черезшкірне) вплив, 3) лазерна рефлексотерапія (вплив НИЛИ на точки акупунктури, 4) внутрішньопорожнинне вплив.

Лазерне опромінення крові.

Ця методика була розроблена в 80-х роках в Новосибірському НДІ патології кровообігу під керівництвом академіка О.М. Мешалкина і спочатку застосовувалася як внутрішньосудинне лазерне опромінення крові (ВЛОК) (Мешалкин Е.Н. з співавт. 1981, Корочкін І.М. з співавт. 1984). Механізм лікувальної дії лазерного опромінення крові є загальною при різній патології (Гафарова Г.А. з співавт. 1979). Виражений ефект лазерного опромінення крові пов'язаний з впливом НИЛИ на обмін речовин. При цьому зростає окислення енергетичних матеріалів - глюкози, пірувату, лактату, що веде до поліпшення мікроциркуляції і утилізації кисню в тканинах. Зміни в системі мікроциркуляції пов'язані з вазодилатацією і зміною реологічних властивостей крові за рахунок зниження її в'язкості і зменшення агрегатної активності еритроцитів. Відзначено, що при перевищенні норми рівня фібриногену на 25-30%, після лазерної дії відзначається його зниження на 38-51%, а при його низьких показниках до лікування, відзначається його підвищення на 100% (Корочкін І.М. з співавт. 1984 , Москвін С.В. зі співавт. 2000).

Лазерне опромінення крові має стимулюючий вплив на кровотворення у вигляді збільшення кількості гемоглобіну, еритроцитів і лейкоцитів (Гамалія М.Ф. 1981, Гамалія М.Ф. з співавт. 1988). Відбувається стимуляція системи неспецифічного захисту - підвищується функціональна і фагоцитарна активність лімфоцитів. Цікаво, що при опроміненні лімфоцитів крові онкологічних хворих стимуляція Т-клітин виражена більше, ніж при опроміненні їх у здорових людей (Гамалія М.Ф. з співавт. 1986, Пагава К.І. 1991).

При впливі НИЛИ на кров відбувається стимуляція Т-системи імунітету. Зростає Хелперні і знижується супрессорная активність Т-лімфоцитів, нормалізується вміст В-лімфоцитів, знижується рівень ЦВК, ліквідується дисбаланс імуноглобулінів (Мешалкин Е.Н. 1983, Зирянов Б.Н. з співавт. 1998). Иммунокорригирующий ефект лазерного опромінення крові пояснюється збільшенням вироблення клітинами крові ендогенного іммуномедіатора інтерлейкіну-1 (ІЛ-1) (Жібурт Є.Б. з співавт. 1998). Дослідження, проведені в РОНЦ РАМН, підтверджують ці дані. Впливу НИЛИ піддавалися мононуклеарние клітини (МНК) протягом 20 і 40 хв. В результаті, при дослідженні цитотоксичності МНК було встановлено, що вплив лазерним випромінюванням протягом 20 хв. не призводить до достовірного підвищення кілерних властивостей МНК донорів. Посилення спроможності МНК донорів лизировать пухлинні клітини лінії К-562 зазначалося при збільшенні експозиції випромінювання до 40 хв. У цих умовах цитолитический потенціал МНК зростав в середньому з 31 ± 8% до 57 ± 5% (p

Вплив лазерного опромінення підвищує здатність МНК вивільняти ІЛ-1 і ФНП. Зокрема, при експозиції 20хв. відзначається тенденція до збільшення концентрації досліджуваних цитокінів в супернатанті МНК в порівнянні з вихідним рівнем, а збільшення часу впливу призводить до більш вираженої здатності МНК донорів вивільняти ІЛ-1 і ФНП.

Таким чином, НИЛИ призводить до активації МНК крові донорів, Тобто підвищує їх цитотоксичну активність і індукує здатності МНК вивільняти цитокіни (ІЛ-1 і ФНП), які відіграють важливу роль у розвитку імунної відповіді організму (Дурнов Л.А. зі співавт. 1999).

Таблиця 1
Вплив лазерного випромінювання на цитотоксичну активність (%) мононуклеарних клітин і індукцію вивільнення цитокінів (пг / мл)

Це дослідження проведено за допомогою апарату МИЛТА в режимі: частота 5000 Гц, тривалість експозиції сеансу 5 хв. Дослідження буде продовжено, Т.к. видався цікавим дослідити режими 50 і 1000 Гц і часовий інтервал впливу в 2 хв.

З розвитком лазерної техніки на зміну внутрисосудистому лазерному опроміненню крові прийшло надсудинне (черезшкірне) вплив на кров. При внутрішньосудинному опроміненні крові зазвичай застосовувалися малопотужні гелій-неонові (He-Ne) лазери, що вимагають змінних одноразових кварц-полімерних світловодів. Це пов'язано з тим, що певну технічну складність представляло вплив на відносно глибоко розташовані структури (зокрема - судини), так як глибина проникнення лазерного випромінювання невелика. Вона залежить від довжини хвилі (від 20 мкм в фіолетовою частини спектра до 70 мм в ближній інфрачервоній), і необхідність "дістати" глибше лежачі тканини вимагає збільшення потужності впливу. Це завдання успішно вирішується в лазерних апаратах, що працюють в імпульсному режимі. Найбільш зарекомендували себе в цьому відношенні, є арсенід-Галієв (Ga-As) лазери, що працюють в високочастотному імпульсному режимі.

Тривалість спалаху імпульсного лазера - мілісекунди, що дозволяє впливати на тканину з необхідною для опромінення глибоких структур потужністю без ризику пошкодження поверхневих структур.

Сучасні лазерні апарати забезпечені спеціальними магнітними насадками з оптимальною формою постійного магнітного поля (ПМП). Крім лікувального ефекту магнітотерапії, ПМП надає певну орієнтацію молекулярних диполів, вибудовуючи їх уздовж своїх силових ліній, спрямованих в глиб опромінюваних тканин. Це веде до того, що основна маса диполів розташовується уздовж світлового потоку сприяючи збільшенню глибини його проникнення (Ілларіонов В.Є., 1989). Мостовніков В.А. з співавторами (1981) пояснюють ефект високої біологічної активності двох фізичних факторів тим, що їх дія на мембрани і компоненти клітин, що беруть участь в регуляції метаболічних процесів, веде до перебудови просторової структури мембрани і, як наслідок, її регуляторних функцій.
Терапевтичний ефект ЧЛОК пояснюється наступними факторами:

• Поліпшення мікроциркуляції: гальмується агрегаціятромбоцитів, підвищується їх гнучкість, знижується концентрація фібриногену в плазмі і посилюється фібринолітична активність, зменшується в'язкість крові, поліпшуються реологічні властивості крові, збільшується постачання тканин киснем.
• Зменшення або зникнення ішемії в тканинах органів. Збільшується серцевий викид, зменшується загальний периферичний опір, розширюються коронарні судини.
• Нормалізація енергетичного метаболізму клітин, які зазнали гіпоксії або ішемії, збереження клітинного гемостазу.
• Протизапальну дію за рахунок гальмування вивільнення гістаміну та інших медіаторів запалення з опасистих клітин, нормалізація проникності капілярів, зменшення набрякового і больового синдромів.
• Корекція імунітету: підвищення загального рівня Т-лімфоцитів, лімфоцитів з супрессорной активністю, збільшення вмісту Т-хелперів при відсутності зниження рівня лейкоцитів в периферичної крові.
• Вплив на процеси перекисного окислення ліпідів в сироватці крові: зменшення вмісту в крові малонового діальдегіду, дієнових кон'югант, шіфрових підстав і збільшення токоферолу.
• Нормалізація ліпідного обміну: підвищення ліпопротеінліпази, зниження рівня атерогенних ліпопротеїнів.

Експериментальні та клінічні дослідження довели, що ефективність чрескожного лазерного опромінення крові (ЧЛОК) і ВЛОК - приблизно однакова (Кошелев В.Н. зі співавт. 1995). Однак простота методики ЧЛОК, неінвазивний, доступність проведення в будь-яких умовах, висока терапевтична ефективність - всі ці фактори дозволили широко впровадити ЧЛОК в лікувальну практику.

Чрескожное лазерне опромінення крові використовують в якості аналгетичної, антиоксидантної, десенсибилизирующего, біостімулірующего, імуностимулюючої, імунокоригуючого, Детоксицирующие, судинорозширювальний, антиаритмического, антибактеріального, антигіпоксичної, протинабряклого і протизапальний засіб (Москвін С.В. зі співавт. 2000).

Одними з перших дослідників, які проводили вивчення ефективності лазерного опромінення крові у онкологічних хворих, були вчені Томського НДІ онкології. При відпрацюванні режиму лазерного впливу застосовувалася експозиція в 30 хв. і 60 хв. одноразово протягом 5 діб. Істотних відмінностей в цих групах не виявлено. Не зафіксовано жодних ускладнень і побічних проявів. Відзначено прискорення загоєння післяопераційних ран, а аналіз віддалених результатів показав, що частота і терміни виникнення рецидивів в групі хворих, яким проводилося лазерне опромінення крові, достовірно нижче порівняно з контрольною групою.

У НДІ дитячої онкології та гематології РОНЦ РАМН проводилося вивчення ефективності ЧЛОК шляхом дослідження динаміки клітинного імунітету у дітей, які отримували хіміотерапію з приводу різних злоякісних новоутворень. Вплив НИЛИ здійснювалося на великі судини в кубітальних і підколінних областях. Частота НИЛИ 50 Гц, часовий інтервал для дітей старшого віку становив 15 ... 20 хв. (Опромінення крові здійснювалося двома терміналами одночасно). Всього проводилося від 2 до 4 сеансів. У хворих, які отримали понад 2-х сеансів, відмічено підвищення числа зрілих Т-лімфоцитів, Т -супрессоров і лімфоцитів. Відмічена явна тенденція до позитивної динаміки. Ускладнень і побічних проявів не було зазначено ні у одного хворого. Для дітей молодшого віку розрахунок дози НИЛИ проводиться індивідуально.

Частота 50 Гц при лазерному опроміненні крові вибрана не випадково. Дослідники Земців І.З. і Лапшин в.п. (1996), вивчаючи механізми очищення поверхні біомембран від токсичних речовин, виявили, що деполяризація активності мембран (в результаті лазерного опромінення крові), що супроводжується їх «промиванням», відбувається при частоті імпульсів НИЛИ нижче 100 Гц.

Зовнішнє (місцеве) вплив.

При локалізації патологічного вогнища на шкірі або видимих ​​слизових оболонках вплив НИЛИ здійснюється безпосередньо на нього. У НДІ дитячої онкології та гематології широко застосовується низкоинтенсивная лазерна терапія в лікуванні стоматитів, запальних явищ носоглотки, флебітів, які довго не загоюються післяопераційних ран, пролежнях. Проліковано понад 280 хворих. Пошкодження слизової оболонки порожнини рота і шлунково - кишкового тракту - серйозна проблема для дітей, які отримують хіміотерапевтичне лікування. Слизова оболонка порожнини рота при стоматиті болюча, на ній утворюються дефекти різних розмірів і глибини, що обмежує або робить зовсім неможливим прийом їжі. У важких випадках це веде до тривалого перерви в протипухлинної терапії. У лікуванні стоматитів застосовувалися і застосовуються полоскання з відварів трав, розчинів лікарських препаратів, проте ці кошти вимагають тривалих витрат часу. Як правило, ефект від такого виду лікування відзначається на 7-10 добу. При лікуванні НИЛИ ефект досягається на 3-5 добу.

При лікуванні постлучевих реакцій шкіри у всіх випадках досягнуто позитивний ефект. Порівняння термінів повного зникнення місцевих проявів у дітей, яким проводилася поліфакторних квантова (магніто-інфрачервоної-лазерна) терапія, з історичним контролем показало, що прівоздействіі НИЛИ терміни одужання скоротилися на 28%.

Основними протипоказаннями для проведення черезшкірного лазерного опромінення крові є захворювання крові з синдромом кровоточивості, тромбоцитопенія нижче 60000, гострі гарячкові стану, коматозні стану, активний туберкульоз, гіпотонія, декомпенсовані стану серцево-судинної, видільної, дихальної та ендокринної систем.

При місцевому лікуванні таких ускладнень хіміо-променевої терапії як: стоматити, гінгівіти, радіоепітелііти, а також пролежні, мляво поточні ранові процеси, - вищеперелічені захворювання і стани не є абсолютним протипоказанням.

Абсолютним протипоказанням для місцевого застосування НИЛИ є зони локалізації злоякісного процесу.