Сүүлийн хагас зуун жилийн хугацаанд лазерыг нүд, онкологи, гоо сайхны мэс засал болон анагаах ухаан, биоанагаахын судалгааны бусад олон салбарт ашиглаж ирсэн.
Өвчнийг эмчлэхийн тулд гэрлийг ашиглах боломж олон мянган жилийн өмнөөс мэдэгдэж байсан. Эртний Грекчүүд болон Египетчүүд нарны цацрагийг эмчилгээнд хэрэглэдэг байсан бөгөөд энэ хоёр санаа нь домог зүйд хүртэл холбоотой байдаг - Грекийн бурхан Аполло бол нарны болон эдгээх бурхан байсан.
50 гаруй жилийн өмнө когерент цацрагийн эх үүсвэрийг зохион бүтээсний дараа л гэрлийг анагаах ухаанд ашиглах боломж үнэхээр илэрсэн.
Онцгой шинж чанараараа лазер нь нарны болон бусад эх үүсвэрийн цацрагаас хамаагүй илүү үр дүнтэй байдаг. Квантын генератор бүр маш нарийн долгионы уртын мужид ажилладаг бөгөөд уялдаа холбоотой гэрэл ялгаруулдаг. Мөн анагаах ухаанд лазер нь өндөр хүчийг бий болгох боломжийг олгодог. Эрчим хүчний цацрагийг маш жижиг цэгт төвлөрүүлж болох тул түүний өндөр нягтралд хүрдэг. Эдгээр шинж чанарууд нь өнөөдөр лазерыг эмнэлгийн оношлогоо, эмчилгээ, мэс заслын олон салбарт ашиглаж байна.
Арьс, нүдний эмчилгээ
Анагаах ухаанд лазерын хэрэглээ нь нүд, арьсны өвчин эмгэгээс эхэлсэн. КвантГенератор нь 1960 онд нээгдсэн. Жилийн дараа Леон Голдман улаан өнгийн лазерыг анагаах ухаанд хялгасан судасны дисплази, төрөлхийн төрөл, меланома зэргийг арилгахад хэрхэн ашиглаж болохыг харуулсан.
Энэ аппликейшн нь когерент цацрагийн эх үүсвэрүүдийн тодорхой долгионы уртад ажиллах чадвар дээр суурилдаг. Хавдар, шивээс, үс, мэнгэ арилгахад уялдаа холбоотой цацрагийн эх үүсвэрүүдийг өргөн ашиглаж байна.
Янз бүрийн төрлийн гэмтэл, тэдгээрийн доторх гол шингээгч бодис нь эдгэрдэг тул арьсны өвчинд янз бүрийн төрөл, долгионы урттай лазерыг ашигладаг. Долгионы урт нь өвчтөний арьсны төрлөөс хамаарна.
Өнөөдөр арьс, нүдний эмчийн мэргэжлийг лазергүйгээр хийх боломжгүй, учир нь эдгээр нь өвчтөнийг эмчлэх гол хэрэгсэл болжээ. Чарльз Кэмпбелл 1961 онд нүдний торлог бүрхэвчтэй өвчтөнийг эмчлэхийн тулд улаан лазерыг анагаах ухаанд ашигласан анхны эмч болсны дараа хараа засах квант генераторын хэрэглээ болон нүдний эмчилгээний өргөн хүрээний хэрэглээ өсөв.
Хожим нь энэ зорилгоор нүдний эмч нар спектрийн ногоон хэсэгт когерент цацрагийн аргон эх үүсвэрийг ашиглаж эхэлсэн. Энд нүдний шинж чанар, ялангуяа линз нь торлог бүрхэвчийн хэсэгт цацрагийг төвлөрүүлэхэд ашиглагддаг. Төхөөрөмжийн өндөр төвлөрсөн хүч нь түүнийг гагнаж байна.
Зарим хэлбэрийн толбоны доройтолтой өвчтөнүүд лазерын мэс засал болох лазер фотокоагуляци, фотодинамик эмчилгээ хийлгэх боломжтой. Эхний процедурт когерентийн туяацацраг туяа нь цусны судсыг битүүмжилж, толбоны доорх эмгэгийн өсөлтийг удаашруулахад ашигладаг.
Ижил төстэй судалгааг 1940-өөд онд нарны гэрлээр хийсэн ч амжилттай дуусгахын тулд эмч нарт квант генераторын өвөрмөц шинж чанарууд хэрэгтэй байв. Аргон лазерын дараагийн хэрэглээ нь дотоод цус алдалтыг зогсоох явдал байв. Цусны улаан эсэд агуулагддаг пигмент болох гемоглобины ногоон гэрлийг сонгон шингээх аргыг цус алддаг судсыг хаахад ашигладаг. Хорт хавдрыг эмчлэхийн тулд хавдар руу орох судсыг устгаж, шим тэжээлээр хангадаг.
Үүнд нарны гэрлийг ашиглах боломжгүй. Анагаах ухаан нь маш консерватив боловч уялдаатай цацрагийн эх үүсвэрүүд янз бүрийн салбарт хүлээн зөвшөөрөгдсөн байдаг. Анагаах ухаанд лазер нь олон уламжлалт багаж хэрэгслийг сольсон.
Нүд, арьсны өвчин ч мөн уялдаатай хэт ягаан туяаны эксимер эх үүсвэрээс ашиг тустай. Эдгээр нь нүдний эвэрлэгийн хэлбэрийг өөрчлөхөд (LASIK) өргөн хэрэглэгддэг болсон. Гоо сайхны анагаах ухаанд лазерыг өө сэв, үрчлээ арилгахад ашигладаг.
Ашигтай гоо сайхны мэс засал
Технологийн ийм бүтээн байгуулалтууд нь ашиг олох асар их нөөцтэй учраас арилжааны хөрөнгө оруулагчдад зайлшгүй таалагддаг. Аналитик компани Medtech Insight 2011 онд лазер гоо сайхны төхөөрөмжийн зах зээлийн хэмжээг 1 тэрбум гаруй доллар гэж тооцоолжээ. Үнэхээр ч гэсэнДэлхийн хямралын үед эмнэлгийн системийн нийт эрэлт буурч байгаа тул лазерын системийн зонхилох зах зээл болох АНУ-д квант генераторт суурилсан гоо сайхны мэс засал эрэлт ихтэй хэвээр байна.
Дүрслэл ба оношилгоо
Анагаах ухаанд лазер нь хорт хавдраас гадна бусад олон өвчнийг эрт илрүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, Тель-Авив хотод хэсэг эрдэмтэд когерент цацрагийн хэт улаан туяаны эх үүсвэрийг ашиглан IR спектроскопи хийх сонирхолтой болсон. Үүний шалтгаан нь хорт хавдар, эрүүл эд эсийн хэт улаан туяаны нэвчилт нь өөр байж болно. Энэ аргын ирээдүйтэй хэрэглээний нэг бол меланома илрүүлэх явдал юм. Арьсны хорт хавдрын үед эрт оношлох нь өвчтөний амьд үлдэхэд маш чухал юм. Одоогоор меланомыг нүдээр илрүүлж байгаа тул эмчийн ур чадварт найдах хэрэгтэй.
Израильд хүн бүр жилд нэг удаа меланома шинжилгээнд үнэ төлбөргүй хамрагдах боломжтой. Хэдэн жилийн өмнө томоохон эмнэлгийн төвүүдийн нэгэнд судалгаа явуулсан бөгөөд үүний үр дүнд боломжит, гэхдээ аюултай биш шинж тэмдгүүд ба жинхэнэ меланома хоёрын хэт улаан туяаны ялгааг тодорхой ажиглах боломжтой болсон.
1984 онд SPIE-ийн биоанагаах ухааны оптикийн анхны бага хурлыг зохион байгуулагч Катзир болон түүний Тель-Авив дахь бүлэг мөн хэт улаан туяаны долгионы уртад тунгалаг оптик утас бүтээж, дотоод оношлогоонд уг аргыг өргөжүүлэх боломжийг олгосон. Нэмж дурдахад энэ нь умайн хүзүүний түрхэцээс хурдан бөгөөд өвдөлтгүй хувилбар байж болноэмэгтэйчүүдийн эмч.
Анагаах ухаанд цэнхэр хагас дамжуулагч лазер нь флюресценцийн оношлогоонд хэрэглэгдэх болсон.
Квантын генератор дээр суурилсан системүүд мөн уламжлалт маммографид ашиглагддаг рентген туяаг орлож эхэлж байна. Рентген туяа нь эмч нарыг хүнд хэцүү бэрхшээлтэй тулгардаг: хорт хавдрыг найдвартай илрүүлэхийн тулд өндөр эрчимтэй ажиллах шаардлагатай байдаг, гэхдээ цацрагийн өсөлт нь өөрөө хорт хавдрын эрсдлийг нэмэгдүүлдэг. Өөр нэг хувилбар болгон маш хурдан лазер импульс ашиглан цээж болон биеийн бусад хэсгүүдийг, тухайлбал тархийг дүрслэх боломжийг судалж байна.
Нүд болон бусад төрлийн 10-р сар
Биологи, анагаах ухаанд лазерыг оптик когерент томографид (OCT) ашигласан нь урам зоригийн давалгаа үүсгэсэн. Энэхүү дүрслэх арга нь квант генераторын шинж чанарыг ашигладаг бөгөөд биологийн эд эсийн маш тодорхой (микроны дарааллаар), хөндлөн огтлолын болон гурван хэмжээст дүрсийг бодит цаг хугацаанд гаргаж чаддаг. OCT нь нүдний эмгэгт аль хэдийн ашиглагдаж байгаа бөгөөд жишээлбэл, нүдний эмч нүдний эвэрлэгийн хөндлөн огтлолыг харах боломжийг олгодог бөгөөд нүдний торлог бүрхэвчийн өвчин, глаукомыг оношлох боломжтой. Өнөөдөр энэ аргыг анагаах ухааны бусад салбарт ч ашиглаж эхэлж байна.
OCT-аас гарч ирсэн хамгийн том салбаруудын нэг бол артерийн шилэн кабелийн дүрслэл юм. Хагарсан тогтворгүй товрууг үнэлэхийн тулд оптик когерент томографийг ашиглаж болно.
Амьд организмын микроскоп
Шинжлэх ухаан, технологи, анагаах ухаанд лазерууд бас тоглодоголон төрлийн микроскопод гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ чиглэлээр маш олон бүтээн байгуулалт хийгдсэн бөгөөд үүний зорилго нь хусуур хэрэглэхгүйгээр өвчтөний биед юу болж байгааг нүдээр харуулах явдал юм.
Хорт хавдрыг арилгахад хамгийн хэцүү зүйл бол мэс засалч бүх зүйл зөв хийгдсэн эсэхийг шалгахын тулд микроскопыг байнга ашиглах шаардлагатай байдаг. Амьд болон бодит цагийн микроскоп хийх чадвар нь маш том дэвшил юм.
Инженер, анагаах ухаанд лазерын шинэ хэрэглээ бол стандарт микроскопоос хамаагүй өндөр нарийвчлалтай зураг гаргах боломжтой оптик микроскопын ойрын зайн сканнер юм. Энэ арга нь хэмжээс нь гэрлийн долгионы уртаас бага, төгсгөлд нь ховилтой оптик утаснуудад суурилдаг. Энэ нь дэд долгионы урттай дүрслэлийг идэвхжүүлж, биологийн эсийг дүрслэх үндэс суурийг тавьсан юм. Энэхүү технологийг IR лазерд ашигласнаар Альцгеймерийн өвчин, хорт хавдар болон эсийн бусад өөрчлөлтийг илүү сайн ойлгох боломжтой болно.
PDT болон бусад эмчилгээ
Оптик утаснуудын салбарын хөгжил нь лазерыг бусад салбарт ашиглах боломжийг өргөжүүлэхэд тусалдаг. Эдгээр нь биеийн доторх оношлогоо хийх боломжийг олгодогоос гадна когерент цацрагийн энергийг шаардлагатай газарт шилжүүлж болно. Үүнийг эмчилгээнд хэрэглэж болно. Шилэн лазер нь илүү дэвшилтэт болж байна. Тэд ирээдүйн анагаах ухааныг эрс өөрчлөх болно.
Гэрэл мэдрэмтгий химийн бодис ашиглан фото анагаах ухааны салбарБие махбодтой тодорхой байдлаар харилцан үйлчилдэг бодисууд нь квант генераторуудыг ашиглан өвчтөнийг оношлох, эмчлэх боломжтой. Жишээлбэл, фотодинамик эмчилгээнд (PDT) лазер болон гэрэл мэдрэмтгий эм нь 50-аас дээш насны хүмүүсийн харалган байдлын гол шалтгаан болох насжилттай холбоотой шар толбоны "нойтон" хэлбэрийн өвчтөнүүдийн харааг сэргээх боломжтой.
Хавдар судлалын хувьд тодорхой порфиринууд хорт хавдрын эсүүдэд хуримтлагдаж, тодорхой долгионы уртаар гэрэлтэх үед флюресцент үүсгэдэг нь хавдрын байршлыг илтгэнэ. Хэрэв эдгээр ижил нэгдлүүдийг дараа нь өөр долгионы уртаар гэрэлтүүлбэл тэдгээр нь хортой болж, гэмтсэн эсийг устгадаг.
Улаан хийтэй гелий-неон лазерыг анагаах ухаанд ясны сийрэгжилт, псориаз, трофик шарх зэрэг өвчнийг эмчлэхэд ашигладаг, учир нь энэ давтамж нь гемоглобин болон ферментүүдэд сайн шингэдэг. Цацрагийн нөлөөгөөр үрэвслийг удаашруулж, гипереми, хаван үүсэхээс сэргийлж, цусны эргэлтийг сайжруулна.
Хувийн эмчилгээ
Генетик ба эпигенетик нь лазерыг ашиглаж болох өөр хоёр салбар юм.
Ирээдүйд бүх зүйл нано хэмжигдэхүүнээр болж, эсийн хэмжээнд эм хийх боломжтой болно. Фемтосекундын импульс үүсгэж, тодорхой долгионы уртад тааруулж чаддаг лазерууд нь эмнэлгийн мэргэжилтнүүдэд хамгийн тохиромжтой хамтрагч юм.
Энэ нь өвчтөний геномд тулгуурлан хувь хүний эмчилгээ хийх үүд хаалгыг нээх болно.
Леон Голдман - үүсгэн байгуулагчлазер эм
Хүмүүсийг эмчлэхэд квант генераторыг ашиглах тухай ярихад Леон Голдманыг дурдахгүй өнгөрч болохгүй. Түүнийг лазерын анагаах ухааны "эцэг" гэгддэг.
Голдман цацрагийн эх үүсвэрийг зохион бүтээснээс хойш нэг жилийн дараа арьсны өвчнийг эмчлэхэд ашигласан анхны судлаач болжээ. Эрдэмтний ашигласан арга нь лазерын арьсны дерматологийн дараагийн хөгжлийг бий болгосон.
Түүний 1960-аад оны дундуур хийсэн судалгаа нь торлог бүрхэвчийн мэс засалд бадмаараг квант генераторыг ашиглахад хүргэсэн бөгөөд уялдаа холбоо бүхий цацраг туяа нь арьсыг нэгэн зэрэг зүсэж, цусны судсыг битүүмжилж, цус алдалтыг хязгаарлах чадвартай болсон.
Голдман карьерынхаа ихэнх хугацаанд Цинциннатигийн их сургуулийн арьсны эмчээр ажиллаж байсан бөгөөд Америкийн анагаах ухаан, мэс заслын лазерын нийгэмлэгийг байгуулж, лазерын аюулгүй байдлын үндэс суурийг тавихад тусалсан. 1997 онд нас барсан
Бяцруулах
Анхны 2 микрон квант генераторууд нь давхар давхарын хэмжээтэй байсан бөгөөд шингэн азотоор хөргөсөн. Өнөөдөр далдуу модны хэмжээтэй диодын лазерууд, бүр жижиг шилэн лазерууд гарч ирэв. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь шинэ хэрэглээ, хөгжүүлэлтийн замыг нээж өгдөг. Ирээдүйн анагаах ухаанд тархины мэс засал хийх жижиг лазерууд байх болно.
Технологийн дэвшлийн улмаас зардал байнга буурч байна. Лазер гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэлд энгийн зүйл болсонтой адил эмнэлгийн тоног төхөөрөмжид гол үүрэг гүйцэтгэж эхэлсэн.
Хэрэв өмнө нь анагаах ухаанд лазерууд маш том хэмжээтэй байсан банарийн төвөгтэй, өнөөдрийн оптик шилэн үйлдвэрлэл нь зардлыг эрс бууруулж, нано хэмжээст шилжсэнээр зардлыг бүр ч бууруулах болно.
Бусад хэрэглээ
Урологийн эмч нар шээсний сүвний нарийсал, хоргүй хавдар, шээсний чулуу, давсагны агшилт, түрүү булчирхайн томролыг лазераар эмчилнэ.
Лазерыг анагаах ухаанд ашигласнаар мэдрэлийн мэс заслын эмч нар тархи, нугасны нарийн зүсэлт, дурангийн шинжилгээ хийх боломжтой болсон.
Малын эмч нар дурангийн мэс засал, хавдрын коагуляци, зүсэлт, фотодинамик эмчилгээнд лазер ашигладаг.
Шүдний эмч нар нүх гаргах, буйлны мэс засал, бактерийн эсрэг процедур, шүдний мэдрэмжгүйжүүлэх, нүүр царайг оношлоход уялдаа холбоотой цацрагийг ашигладаг.
Лазер хясаа
Дэлхий даяарх биоанагаахын судлаачид оптик хясаа, эс ялгагч болон бусад олон хэрэгслийг ашигладаг. Лазер хясаа нь хорт хавдрыг илүү хурдан, хурдан оношлох боломжийг олгодог бөгөөд вирус, бактери, жижиг металл тоосонцор, ДНХ-ийн хэлхээг илрүүлэхэд ашиглагдаж байна.
Оптик хясаа нь металл эсвэл хуванцар хясаа нь жижиг, хэврэг зүйлийг авахтай адил бичил биетийг барьж, эргүүлэхэд когерент цацрагийг ашигладаг. Бие даасан молекулуудыг микрон хэмжээтэй слайд эсвэл полистирол бөмбөлгүүдийг хавсаргах замаар удирдаж болно. Цацраг бөмбөгийг цохиход энэ ньмуруйж, бага зэрэг цохилт өгч, бөмбөгийг цацрагийн төв рүү шууд түлхэж байна.
Энэ нь гэрлийн туяанд жижиг бөөмсийг барих чадвартай "оптик урхи"-г үүсгэдэг.
Анагаах ухаанд лазер: давуу болон сул тал
Эрчмийг нь өөрчлөх боломжтой уялдаа холбоотой цацрагийн энерги нь биологийн эд эсийн эсийн болон эсийн гаднах бүтцийг таслах, устгах, өөрчлөхөд ашиглагддаг. Түүнчлэн лазерыг анагаах ухаанд хэрэглэх нь товчхондоо халдвар авах эрсдэлийг бууруулж, эдгэрэлтийг идэвхжүүлдэг. Мэс засалд квант генераторыг ашиглах нь задлах нарийвчлалыг нэмэгдүүлдэг боловч жирэмсэн эмэгтэйчүүдэд аюултай бөгөөд гэрэл мэдрэмтгий болгох эм хэрэглэхэд эсрэг заалттай байдаг.
Эд эсийн нарийн төвөгтэй бүтэц нь сонгодог биологийн шинжилгээний үр дүнг хоёрдмол утгагүй тайлбарлах боломжийг олгодоггүй. Анагаах ухаанд лазер (фото) нь хорт хавдрын эсийг устгах үр дүнтэй хэрэгсэл юм. Гэсэн хэдий ч уялдаатай цацрагийн хүчирхэг эх үүсвэрүүд нь ялгаварлан гадуурхаж, зөвхөн нөлөөлөлд өртсөн төдийгүй хүрээлэн буй эд эсийг устгадаг. Энэ өмч нь илүүдэл эсийг сонгон устгах чадвартай, сонирхсон газарт молекулын шинжилгээ хийхэд ашигладаг микродиссекцийн техникийн чухал хэрэгсэл юм. Энэхүү технологийн зорилго нь бүх биологийн эд эсэд байдаг нэг төрлийн бус байдлыг даван туулах, тэдгээрийг сайтар тодорхойлсон популяцид судлахад хялбар болгох явдал юм. Энэ утгаараа лазерын микродиссекция нь судалгааг хөгжүүлэх, ойлгоход чухал хувь нэмэр оруулсанфизиологийн механизмууд нь өнөөдөр популяци, тэр байтугай нэг эсийн түвшинд ч тодорхой харагдаж байна.
Өнөөдөр эдийн инженерчлэлийн функциональ байдал нь биологийн хөгжлийн гол хүчин зүйл болоод байна. Хуваах явцад актин утас тасарвал яах вэ? Дрозофилагийн үр хөврөл эвхэгдэх үед эс уствал тогтвортой байх уу? Ургамлын меристемийн бүсэд ямар үзүүлэлтүүд хамаарах вэ? Эдгээр бүх асуудлыг лазераар шийдэж болно.
Наноанагаах ухаан
Сүүлийн үед олон төрлийн биологийн хэрэглээнд тохирсон шинж чанартай олон нано бүтэц бий болсон. Тэдгээрийн хамгийн чухал нь:
- квант цэгүүд нь маш мэдрэмтгий эсийн дүрслэлд ашиглагддаг нанометрийн хэмжээтэй гэрэл ялгаруулах жижиг хэсгүүд юм;
- эмнэлгийн практикт хэрэглэгдэх болсон соронзон нано бөөмс;
- капсуллагдсан эмчилгээний молекулуудад зориулсан полимер хэсгүүд;
- металл нано хэсгүүд.
Нанотехнологийн хөгжил, лазерыг анагаах ухаанд ашигласнаар товчхондоо эмийг хэрэглэх аргад хувьсгал хийсэн. Мансууруулах бодис агуулсан нано бөөмсийг түдгэлзүүлэх нь нөлөөлөлд өртсөн эд, эсэд сонгомол нөлөө үзүүлэх замаар олон нэгдлүүдийн эмчилгээний индексийг (уусах чадвар, үр нөлөөг нэмэгдүүлэх, хордлогыг бууруулах) нэмэгдүүлэх боломжтой. Тэд идэвхтэй бодисыг нийлүүлэхээс гадна гадны өдөөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэх идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсгийн ялгаралтыг зохицуулдаг. Нанотераностик нь цаашааНано бөөмс, эмийн нэгдэл, эмчилгээ, оношилгооны дүрслэлийн хэрэгслийг давхар ашиглах боломжийг олгодог туршилтын арга нь хувь хүнд тохирсон эмчилгээ хийх замыг нээж өгдөг.
Анагаах ухаан, биологийн салбарт лазерыг бичил задрал, фотоабляци хийхэд ашигласан нь өвчний хөгжлийн физиологийн механизмыг янз бүрийн түвшинд ойлгох боломжийг олгосон. Үр дүн нь өвчтөн бүрийн оношлогоо, эмчилгээний хамгийн сайн аргыг тодорхойлоход тусална. Нанотехнологийг дүрслэх технологийн дэвшилтэй нягт уялдуулан хөгжүүлэх нь бас зайлшгүй байх болно. Наномедицин бол зарим хорт хавдар, халдварт өвчин, оношилгоог эмчлэх ирээдүйтэй шинэ хэлбэр юм.
