激光生物效应及医学应用研究论文

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1、激光生物效应及医学应用研究论文【摘要】激光作用于生物体会产生物理、化学或生物学的效应，激光正是通过这些效应达到医学基础研究、诊断和治疗疾病的目的.本文简介了激光与生物组织相互作用所产生的生物效应，概述了激光生物效应在生物学和医学研究中的应用.【关键词】激光；生物效应；医学应用0引言1960年梅曼制造了第一台红宝石激光器，从而拉开了激光医学的序幕.1961年红宝石激光器首先被应用于眼科疾病治疗，开创了激光在医学上应用的先河.随着激光医学的发展以及激光在各个领域应用的不断深入，光热、光化学等激光与生物

2、组织相互作用的基本原理及应用研究就显得特别重要，并吸引了一大批相关领域专家的关注和参与.从相关科学工作者探讨的议题及研究热点可以看出，激光与生物组织相互作用的基本原理及应用研究仍是当前的研究重点［1-2］.1激光的生物效应及医学应用当把激光照到生物样品并相互作用时.freel)作大面积去皱后，再用铒激光(2.94μm)做精细修整，可以产生优于单一波长的医疗效果.1.2光化学效应当一个处于基态的分子吸收了能量足够大的光子以后，受激跃迁到激发态，在它从激发态返回到基态，但又不返回其原来分子能量状态的弛

3、豫过程中，多出来的能量消耗在它自身的化学键断裂或形成新键上，其发生的化学反应即为原初光化学反应.在原初光化学反应过程中形成的产物，大多数极不稳定，它们继续进行化学反应直至形成稳定的产物，这种光化反应称为继发光化反应，前后两种反应组成了一个完整的光化反应过程.这一过程大致可分为光致分解、光致氧化、光致聚合及光致敏化四种主要类型.光致敏化效应又包括光动力作用和一般光敏化作用.应用光敏剂进行的光动力学疗法(photodynamictherapy，PDT)是其中典型的应用.光动力学疗法，也称为光化学疗法.

4、在机体内注射某种光敏物质，由于肿瘤细胞和正常细胞与光敏物质的亲和力不同，使病变组织内的光敏物质浓度远大于邻近的正常组织.选择性存积于肿瘤细胞内的光敏剂经特定波长的光照射激发后，发生光物理化学反应，产生活性氧分子和自由基等其他活性物质［9］，导致肿瘤细胞凋亡或坏死；或通过破坏肿瘤组织内的微血管循环系统，使肿瘤细胞缺氧或营养匮乏而衰竭，从而选择性地破坏肿瘤组织，对正常组织损伤小，所以它是一种较好的治疗方法，尤其对浅表肿瘤疗效较好.光动力学疗法治疗原位鳞状细胞癌(Bo2，其电场强度可高达106~1015

5、V/cm［15］.所以，当激光照射人体组织时，相当于将人体置于强大的电场中.而人体类似于电介质电容器，电介质中整个分子呈中性，但中性分子的电荷分布不均衡，正负电荷的电中心重合的为非极性分子，正负电荷的电中心不重合的为极性分子.在电场作用下，非极性分子的正负电荷分别朝相反方向运动，使分子发生极化，被极化的分子在电场作用下将重新排列，在重排过程中与周围分子（粒子）发生碰撞摩擦而产生大量的热.这种电磁场效应引起或改变生物组织分子及原子的量子化运动，引起生物组织发生一系列的变化，据此可用于多种生物医学作用

6、.1.5生物刺激效应当低功率激光(lo2的HeNe激光照射大鼠心前区，可使心肌内层、外层的毛细血管开放率增加，从而有可能在血压变化不大的情况下，增加局部心肌组织的血液灌注量，提高心肌细胞的供血、供氧能力和新陈代谢状况，有效改善心肌微循环.Shefer等［22］实验研究发现低强度激光照射可使处于静止状态的骨骼肌卫星细胞进入细胞分裂周期，并促进它们的增生，从而促进骨骼肌的再生.2结束语激光与生物组织相互作用的各种效应分类没有严格的界限，如在光化学效应中光热效应也起了很大的作用.激光热作用、光化学作用

7、和机械作用通常是同时发生，并不是孤立存在的，对许多疾病的治疗和诊断都是综合效应的结果，只不过在特定的条件下，以某一生物效应为主要表现而已.激光生物效应与激光的特性和组织的特性都有关系，要想利用激光治疗和诊断疾病，首要的任务是认识并理解激光与生物组织的相互作用机制.经过激光医学工作者的不懈努力，激光在临床各科的应用逐渐成熟.但是激光在临床更广泛的应用尚有赖于对激光与生物组织的作用机制深入全面的了解，尚待更深入的理论和精细的实验研究.【