Восстановление нормального кровотока осуществляется в клинической практике методами тромболизиса с помощью лекарственных препаратов, эндоваскулярными способами (балло- нирование и стентирование) или открытой хирургической реконструкцией. Недостаточная эффективность существующих методик, сложность выполнения и высокая вероятность осложнений, наряду с растущей потребностью в подобного рода вмешательствах, обусловили активный поиск транслюминальных способов реканализации окклюзированных артерий [41].
В хирургии и оперативной эндоскопии положительную оценку получили методы восстановления просвета сосудов с помощью лазерного излучения. Возможность передачи излучения по световодам с подбором необходимой энергии для воздействия открывает перспективу транскатетерной деструкции обтурирующей бляшки как способом эндоваскулярной лазерной ангиопластики, так и при интраоперационных вмешательствах. Первые пробы метода прошли в ряде клиник [250, 265, 275]. Так, в 1964 г. появилась статья об успешном применении лазерного излучения для испарения атеросклеротической бляшки. Guff Р.Мс. и Ви- shell D. разрушили с помощью лазера фиброзные и жировые бляшки в сосудах умерших.
Ранние лазерные системы базировались на источниках инфракрасного и видимого спектров излучения, работающих в непрерывном режиме. При этом наиболее частыми осложнениями лазерной ангиопластики являлись перфорация артерии или ее аневризма [71]. При использовании инфракрасных лазеров температура, с которой начинается разрушение ткани, составляет 160-240 'С, а для полного разрушения атеросклеротической бляшки требуется 300-400 “С, вследствие чего из-за рассеивания тепла в тонкостенных органах процесс лазерной деструкции всегда сопровождается образованием некробиотических изменений [69].
Начало нового этапа в применении лазерной ангиопластике было положено открытием в 1982 г. Srinivasan R. [282] явления “абляционной фото декомпозиции’’ поверхности полимеров. Уже в 1986 г. стало ясно, что этот эффект может быть использован для абляции, т.е. для испарения без нагрева атеросклеротической бляшки. Исследования проводились параллельно в нашей стране и за рубежом. Так, в Канаде Tailor R.S. et all. [275] проводили эксперименты с ультрафиолетовыми лазерами различной длины волны: ксенон-хлор (XeCI, 308 нм), аргон-фтор (ArF, 193 нм), криптон-фтор (KrF, 248 нм).
Было обнаружено, что самую низкую энергию, при которой начинается испарение или порог абляции, обеспечивает аргон- фтор лазер. Кроме того, в этих экспериментах исследовалась зависимость качества кратера от энергии лазерного излучения, и было обнаружено, что существует оптимальная энергия лазерного излучения, при которой качество среза наилучшее. Диапазон энергии, приходящейся на 1 см2, или плотность энергии, при оптимальном воздействии, составляет от 2 до 15 Дж/см2. Длительность лазерного импульса не играет роли в процессе лазерной абляции, что не подтвердилось результатами, полученными в более поздних исследованиях других лабораторий [202].
Большая работа была выполнена во Франции под руководством профессора Geschwind H.J. [159]. В этих экспериментах использовался твердотельный неодимовый лазер. Положительный эффект был достигнут, однако инфракрасное излучение неодимового лазера оказывало неблагоприятное воздействие на ткань, окружающую облучаемый участок.
В работе американской группы под руководством Litvack F. [208] были проведены сравнительные исследования воздействия излучения импульсных ультрафиолетовых лазеров и непрерывных инфракрасных лазеров - аргонового и неодимового. В этих экспериментах было установлено, что воздействие импульсных ультрафиолетовых лазеров не приводит к поражению ткани, окружающей облучаемый участок. Этой же группой исследовалась зависимость скорости образования кратера от плотности энергии лазерного излучения. Было установлено, что в диапазоне 2- 4 Дж/см2 скорость образования кратера слабо зависит от плотности энергии, а при уменьшении этого параметра ниже 2 Дж/см2 зависимость имеет экспоненциальный характер.
Группой исследователей из Израиля под руководством Katzir А. [265] была разработана теоретическая модель нагрева биологической ткани под действием лазерного излучения. Из этой модели, в частности, следовало, что температура ткани при облучении тем ниже, чем короче длина волны и чем меньше длительность импульса лазерного излучения.
Исследования проводились и в Советском Союзе, во Всесоюзном кардиологическом центре совместно с Физическим институтом академии наук по использованию непрерывного инфракрасного неодимового лазера [76]. В институте хирургии им. Вишневского совместно с Институтом общей физики при использовании импульсных газовых ультрафиолетовых лазеров KrF (криептон-фтор лазер, 248 нм) и XeF (ксенон-хлор лазер, 351 нм) было установлено, что энергия, необходимая для испарения 1 см3 ткани при использовании ультрафиолетового KrF-лазера была примерно в 10 раз меньше, чем при использовании ультрафиолетового XeCI-лазера. Однако пропускание излучения KrF-лаэе- ра по световоду было неэффективно [6]. Эти эксперименты подтверждают результаты, полученные канадской группой.
Рабкин И.Х. с соавт. [74, 75] для лазерной реканализации использовали твердотельные лазеры с непрерывным режимом излучения. Но, несмотря на успешный результат, недостатками метода остаются большая вероятность перфорации стенки сосуда и малый диаметр создаваемого канала.
В экспериментах, проведенных в Научно-исследовательском центре по технологическим лазерам (г. Троицк), исследовалась абляция фиброзных и кальцинированных атеросклеротических бляшек под действием излучения ультрафиолетового XeCI-лазера. Была определена минимальная энергия, необходимая для разрушения фиброзных (1,5±0,2 Дж/см2) и кальцинированных (3,3±0,4 Дж/см2) бляшек [77].
В работе Srinivasan R. [281] проведено исследование испарения ткани под действием излучения ультрафиолетового XeCI-лазера, пропущенного через световод. Показано, что абляция сопровождается сильным выбросом расширяющихся газов, а затем твердых частиц.
В отдельных сериях экспериментов проведен масс-спектро- метрический анализ газовых продуктов при разрушении атеросклеротических бляшек. При использовании аргонового и импульсного эксимерного лазеров зарегистрированы такие газы, как водород, азот, двуокись углерода, пары воды, а также легкие углеводороды с молекулярной массой меньше 100 [9]. Было показано, что продукты разрушения атеросклеротической бляшки не токсичны и не представляют опасности в смысле эмболии газовыми пузырьками (основной компонент СО быстро растворяется в крови), а также эмболии плотными частицами (99,9% частиц размером не более 12 мкм, частицы размером более 100 мкм не встречаются) [88, 274].
То. использование и постепенное совершенствование метода лазерной ангиопластики позволило открыть новое направление в сердечно-сосудистой хирургии.