Для установления механизма разрушения лазерным излучением компонентов, входящих в состав атеросклеротически измененной аорты, необходимо исследовать спектры поглощения света срезами атеросклеротической бляшки и растворами органических соединений, входящих в ее состав, а также изучить изменение сигналов флюоресценции и рассеивания от срезов атеросклеротической бляшки под действием лазерного излучения с различными параметрами лазерного пучка.
При исследовании механизма воздействия лазерного излучения с определенными параметрами на атеросклеротические бляшки большое значение имеет представление о том, как и в какой степени модифицируется молекулярный состав органических компонентов находящихся в сосудистой стенке. Конечно, состав органических соединений атеросклеротической бляшки весьма сложен и вариабелен, но при общем подходе можно выделить три класса: липиды, белки и углеводы. Класс липидов представлен холестерином. Как известно, аминокислоты являются составными компонентами любых белков. Глицин - одна из распространенных аминокислот, имеет достаточно простую химическую формулу. Класс углеводов представляют полисахариды, которые содержат в своем составе глюкозу.
Оценивался коэффициент поглощения света раствором холестерина в растворе этанола для нескольких различных длин волн, а также его изменения под действием лазерного излучения с различной энергией. При изменении коэффициента поглощения на длине волны 230 нм на 30% происходит изменение коэффициента поглощения и на длине волны 308 нм, на 25%. При увеличении энергии лазерного излучения наблюдается более сильное снижение коэффициента поглощения, как в максимуме полосы, так и на длине волны лазера.
В области длин волн более 350 нм никаких изменений в коэффициенте поглощения раствора под действием ультрафиолетового лазера не наблюдается.
В таблице 2.12 приведены коэффициенты поглощения света раствором глицина на нескольких длинах волн до и после лазерного облучения с энергией 300 мДжпри количестве импульсов 200 и 500. Интенсивность максимума полосы поглощения света раствором глицина остается неизменной, а интенсивность поглощения света в области 205-280 нм, “красного крыла”, уменыиа-
Таблица 2.12
Коэффициенты поглощения света раствором глицина на нескольких длинах воли до и после лазерного облучения с Е = 300 мДж; количество импульсов N = 200 и 500; X нм - длина волны поглощения света, количество экспериментов п = 3

X, нм	До обручения	N	После облучения
205	5,3±0,1	200	5,3±0,09
205	5,3±0,1	500	5,3±0,09
220	4,4±0,08	200	4,4±0,09
220	4,4±0,08	500	4,8 ±0,09
240	1,7±0,07	200	2,0±0,05
240	1,7±0,07	500	2,8±0,07
280	0,32±0,05	200	0,3±0,05
280	0,32±0,05	500	0,2±0,05

ется на 10% при количестве импульсов 200 и на 38% при количестве импульсов 500 на длине волны 280 нм. Коэффициент поглощения света раствором глицина на длине волны лазера уменьшается на 10% и на 2% при количестве импульсов 500 и 200 соответственно.
В отдельной серии экспериментов регистрировали спектры поглощения света тонкими срезами с атеросклеротической бляшки. В области длины волны 230-300 нм наблюдается монотонное увеличение поглощения света в сторону коротких длин волн, с небольшим пиком на длине волны 280 нм.
После облучения лазером с энергией 300 мДж, количество импульсов 50, уменьшается коэффициент поглощения света в области длины волны 250-300 нм на 5-10%.
В экспериментах изучали тонкие срезы участков фиброзных бляшек, подвергающихся воздействию ультрафиолетового лазерного излучения с энергией 150 и 300 мДж. Регистрировалась интенсивность флюоресценции в области 400-500 нм и интенсивность рассеянного излучения на лазерной длине волны.
Было обнаружено, что при энергии лазерного импульса 150 мДж интенсивность флюоресценции срезов фиброзной бляшки с 1 до 100-го импульса уменьшается на 30% и при действии последующих импульсов не изменяется. Если энергия импульса составляет 300 мДж, то интенсивность флюоресценции уменьшается за первые 50 импульсов на 50%, а затем также остается постоянной. Этот эксперимент еще раз подтверждает, что под действием лазерного излучения происходит распад молекул в облучаемом срезе атеросклеротической бляшки.
Интенсивность рассеянного сигнала была одинакова для всех лазерных импульсов, но могла варьировать от образца к образцу. Если срез, помещенный на предметное стекло, задерживался некоторое время на воздухе, то интенсивность рассеянного сигнала снижалась. Известно, что на интенсивность рассеянного сигнала оказывает влияние степень однородности среза атеросклеротической бляшки, при этом часть рассеянного излучения связана с падением света на поверхность среза атеросклеротической бляшки.
Т.о., в результате поставленных экспериментов было установлено, что под действием лазерного излучения в спектрах поглощения света растворами органических соединений, входящих в состав атеросклеротической бляшки, происходят изменения, свидетельствующие о трансформации молекул исследуемых органических соединений. Этот же вывод следует из экспериментов по регистрации сигналов флюоресценции от срезов атеросклеротической бляшки.
Основным итогом наших экспериментов является то, что наряду с мощным испаряющим, разрушающим эффектом лазерного излучения на сосудистую стенку мы нашли новые способы дозировки лазерного излучения при воздействии на фиброзную бляшку “in vitro”. Была сделана попытка сравнить действия доступных нам лазерных источников на сосудистую стенку в разных ее состояниях, как неизмененную, так и с липидными пятнами, атеросклеротическими фиброзными бляшками, атеросклеротическими атероматозными бляшками и кальцинированными бляшками. Мы обнаружили, что различные лазерные источники действуют разным образом на неизмененную стенку аорты и пораженную атеросклерозом. Для УФ-излучения имеет значение количество липидов в сосудистой стенке. При инфракрасном облучении одинаково испаряются как неизмененные, так и атеросклеротически пораженные участки сосудов. Даже в достаточно твердой кальцинированной пластинке ИК-излучение образует “кратер”. С другой стороны, с наименьшим повреждением окружающей “кратер” сосудистой стенки действует комбинированное излучение видимого и УФ-диапазона.
При попытке более детально разобраться в механизмах действия лазерного излучения на сосудистую стенку мы пользовались УФ-источником. Мы смогли доказать, что с помощью фотохимического механизма можно разрывать сложные молекулы липидов. Доля лазерной энергии, которая идет на это, достигает 25%. В наших экспериментах обнаружено, что количество распавшихся липидных молекул в срезе атеросклеротической бляшки зависит от энергии в одном импульсе, а не от количества импульсов. В итоге рекомендовано использовать XeCI-лазер с ВКР приставкой с энергией 60 мДж, длительностью импульса 60 нс и диаметром пучка 1 мм. Для полного испарения атеросклеротической бляшки площадью 1x1 см, высотой 0,5 см потребуется около 3000 импульсов, что при частоте в 100 Гц составит около 1 мин. В результате были получены уникальные материалы, касающиеся воздействия на внутрисосудистые атеросклеротические бляшки и диагностики их зоны распространения.