Метод лазерного воздействия
Лазерное облучение проводилось на воздухе, в связи с тем, что на данном этапе работы необходимо было получить общее представление об изменениях в стенке сосуда при лазерном воздействии. С другой стороны, облучение в жидкости схоже с облучением на воздухе, но с учетом коэффициента поглощения лазерного света жидкостью. Участки исследуемой аорты помещались в фокус лазерного луча на расстоянии 15-20 см от лазерного источника (рис. 2.10). Для образования "кратеров” лазерный пучок фокусировался в пятно диаметром 0,3-1 мм, при этом исследуемый образец помещался в фокус лазерного луча. Профиль лазерного луча был округлой или овальной формы. От профиля лазерного луча зависела форма образованного "кратера”. Экспериментальные серии с морфологической оценкой воздействия лазерного излучения на сосудистую стенку проводились с лазерными источниками, представленными в таблице 2.6.
Количество импульсов лазеров при облучении изменялось от 20 до 50. Всего было использовано 5 режимов облучения, в некоторых из них условия облучения варьировались. На каждый вариант облучения использовалось не менее 3 участков различных аорт в трех стадиях атеросклероза (липидное пятно или полоски, фиброзная бляшка и кальцинированная бляшка), а также неизмененных.
Таблица 2.5
Состояние материала |
Количество участков аорт |
Название эксперимента |
Неизменные участки аорт |
33 |
Лазерное воздействие для морфологических исследований, 5 режимов облучения, 11 вариаций |
Липидные пятна, полоски |
15 |
Лазерное воздействие для морфологических исследований, 3 режима |
Фиброзные бляшки |
54 |
Лазерное воздействие для морфологических исследований, 5 режимов облучения, 11 вариаций |
Кальцинирование бляшки |
3 |
Лазерное воздействие для морфологических опытов, 1 режим облучения |
Неизменные участки аорты |
6 участков х 3 слоя х 6 срезов |
Лазерное воздействие для биохимических экспериментов, 2 режима облучения |
Фиброзные бляшки |
12 участков х 3 слоя х 6 срезов |
Лазерное воздействие для биохимических экспериментов, 4 режима облучения |
Атероматозные бляшки |
6 участков х 3 слоя х 6 срезов |
Лазерное воздействие для биохимических экспериментов, 2 режима облучения |
Фиброзные бляшки |
6 участков х 3 среза |
Лазерное воздействие в 2 режимах для регистрации спектров поглощения, рассеяния сигналов флюоресценции |
Раствор холестерина в этаноле 1 мг/мл |
3 раствора |
Для определения спектра поглощения при облучении лазером в 1 режиме |
Раствор холестерина в хлороформ-метано- ловой смеси 1 мг/мл |
3 раствора |
Для определения спектра поглощения при облучении лазером в 1 режиме |
Раствор глицина в воде 200 мг/мл |
3 раствора |
Для определения спектра поглощения при облучении лазером в 2 режимах |
Раствор глюкозы в воде 350 мг/мл |
3 раствора |
Для определения спектра поглощения при облучении лазером в 2 режимах |
Вокруг облучаемого участка в стенке сосуда возникали термические и механические повреждения. Термическое воздействие лазерного излучения измерялось по ширине зоны карбо-
Рис, 2.10. фото лазерной установки и схема облучения материала для структурной и биохимической оценки
лазерного воздействия
Таблица 2.6
Характеристики режимов лазерного излучения
Ns режима |
Характеристики лазерного излучения |
Режим 1 |
Ультрафиолетовый XeCI-лазер с ВКР-пристав кой (вынужденное комбинационное рассеяние). Длины волн в УФ (0,308 и 0,355 мкм) и видимом диапазоне (0,414 мкм); энергия в импульсе 60 мДж; длительность импульса 60 нс; диаметр луча 1 мм |
Режим 2 |
Ультрафиолетовый ХеСГлазер (длина волны 0,308 мкм; энергия в импульсе 30, 60,150 и 300 мДж; длительность импульса 60 нс; диаметр луча 0,5 и 1 мм) |
Режим 3 |
Nd-YAG-лазер с преобразователем излучения во вторую гармонику (длина волны 0,53 мкм; энергия в импульсе 50 цДж; длительность импульса 10 нс; диаметр луча 0,3 мм) |
Режим 4 |
Инфракрасный Nd-YAG-лазер (длина волны 1,06 мкм; энергия в импульсе 120 мДж; длительность импульса 10 нс; диаметр луча 0,3 мм) |
Режим 5 |
Ультрафиолетовый ХеСГлазер (длина волны 0,308 мкм; энергия в импульсе 70 и 150 мДж; длительность импульса 200 нс; диаметр луча 1 мм) |
низации в микронах, механическое воздействие лазерного излучения на стенку аорты, окружающую облучаемый участок, было условно разделено на 3 степени (см. табл. 2.7).
Экспериментальные серии с биохимической оценкой результатов воздействия на стенку аорты и бляшку лазерного излучения проводились с лазерными источниками, представленными в таблице 2.8.
Для спектроскопических исследований растворов и срезов бляшек использовался ультрафиолетовый XeCI-лазер (длина волны 0,308 мкм), длительность импульса 60 нс, диаметр пятна 1 мм, с варьируемыми параметрами, представленными в таблице 2.9.
Таблица 2.7
Характеристика степени повреждения аорты,
окружающей "кратер" |
|
Степень повреждения |
Характеристики механического повреждения |
1 -я степень |
Слабое повреждение, практически без следов механического повреждения вокруг “кратера* после лазерного воздействия |
2-я степень |
Среднее повреждение с образованием боковых полостей и разрыхлением соединительно-тканного каркаса |
3-я степень |
Наиболее сильное повреждение с образованием боковых полостей, разрыхлением соединительно-тканного каркаса и заметной карбонизацией |
Таблица 2.8
Лазерные источники, использованные для биохимических опытов
№ |
Лазер, длина волны, длительность импульса, энергия, диаметр пятна |
1 |
XeCI-, УФ-лазер, длина волны 0,308 мкм, энергия в импульсе 150 мДж, длительность импульса 60 нс, диаметр пятна 1 мм, количество импульсов 50 |
2 |
Те же параметры, количество импульсов 100 |
3 |
Те же параметры, количество импульсов 200 |
4 |
ХеО-, УФ-лазер длина волны 0,308 мкм, энергия в импульсе 300 мДж, длительность импульса 60 нс, диаметр пятна 1 мм, количество импульсов 50 |
Таблица 2.9
Облучаемый материал и режимы лазерного облучения, используемые в спектроскопических опытах
№ |
Энергия, количество импульсов |
Облучаемый материал |
1 |
Энергия 50 мДж, количество импульсов от 50 до 500 |
Раствор холестерина в этаноле 1 мг/мл |
2 |
Энергия 150 мДж, количество импульсов 50 |
Раствор холестерина в этаноле 1 мг/мл |
3 |
Энергия 50 мДж, количество импульсов 50 |
Раствор холестерина в хлороформ- метаноловой смеси 1 мг/мл |
4 |
Энергия 300 мДж, количество импульсов лазера 200 и 500 |
Раствор глицина в воде 200 мг/мл |
5 |
Энергия 200 мДж, количество импульсов 200 |
Раствор глюкозы в воде 350 мг/мл |
6 |
Энергия 300 мДж, количество импульсов 50 |
Срезы атеросклеротической фиброзной бляшки |
7 |
Энергия 150 мДж, количество импульсов от 1 до 100 |
Срезы атеросклеротической фиброзной бляшки |
8 |
Энергия 300 мДж, количество импульсов от 1 до 50 |
Срезы атеросклеротической фиброзной бляшки |
Режимы лазерного облучения были выбраны на основе анализа литературных данных [109, 159, 250, 274] и собственных экспериментов.
А так же в разделе «Метод лазерного воздействия »
- Морфологические методы
- Морфометрические методы
- Биохимические методы
- Спектроскопические методы
- Стейка аорты человека до и после лазерного воздействия
- Спектры поглощения, сигналы флюоресценции стенки аорты и их трансформация под действием лазерного излучения
- ГЛАВА 3 ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ЛАЗЕРОВ ДЛЯ ТРАНСМИОКАРДИАЛЬНОЙ ЛАЗЕРНОЙ РЕВАСКУЛЯРИЗАЦИИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
- Характеристики лазеров, используемых в эксперименте