Низкоинтенсивное лазерное излучение в медицине: Низкоинтенсивная лазерная терапия в лечении миофасциального вертеброгенного болевого синдрома | Публикации

Низкоинтенсивная лазерная терапия в лечении миофасциального вертеброгенного болевого синдрома | Публикации

Низкоинтенсивная лазерная терапия в лечении миофасциального вертеброгенного болевого синдрома

T.Iu. Guseinov

  (2007)

Реферат

Текст

Лекция на конференции хиропрактического общества Ирландии в октябре 2007. Рабочий вариант на русском. Слайды в прикрепленном файле.

План изложения материала.

• Механизмы терапевтического эффекта низкоинтенсивного лазерного излучения
• Типы низкоинтенсивной лазерной терапии
• Методология дозирования низкоинтенсивной лазерной терапии

В 1952 Российские и Американские ученные получили Нобелевскую премию за реализацию способа получения лазерного излучения. С начала 60 годов в мире, стали интенсивно проводить исследования по использованию лазеров в медицине. В России была утверждена Государственная программа научных и практических исследований в этом направлении. В результате был накоплен огромный эмпирический материал. Данные свидетельствовали, что низкоинтенсивное лазерное излучение может оказывать положительное терапевтическое воздействие в самых различных областях медицины.

Механизмы лазерного взаимодействия с биологической тканью

Изучение механизмов лазерного взаимодействия с биологической тканью, в основном, велось в двух направлениях:

• Оценка биологической реакции биоткани на лазерное излучение
• Поиск первичного акцептора фотона

За 40 лет проведено огромное количество клинических и экспериментальных исследований. Причем эти исследования давали пищу как скептикам, так и оптимистам лазерной терапии.

Например, скептики могли бы отметить. При первом направлении изучения механизмов каждый исследователь находил физиологическую реакцию той системы, которую он исследовал. При втором направлении, зная спектры поглощения изучаемого акцептора, всегда можно было подобрать соответствующую длину волны лазерного излучения для изменения характеристик акцептора. А биологически инертных лазерных источников просто не оказалось. После облучения можно было зарегистрировать сотни изменений. В результате было предложено такое количество возможных механизмов терапевтического воздействия лазера, что просто их перечисление заняло часы. Но даже скептики не могли не признать, что низкоинтенсивное лазерное облучение можно использовать как терапевтический агент.

Оптимисты и практики могли бы отметить. Самым изученным и неоспоримым эффектом лазерного облучения является стимуляция микроциркуляции. При лазерном облучении отмечается возрастание объемной доли микрососудов и улучшения качества эритроцитов. Учитывая многочисленность объективных методов оценки микроциркуляции, их простоту и доступность,  этот эффект бесспорен. Таким образом, если бы единственным эффектом лазерного облучения было бы только улучшение микроцикуляции, это являлось бы достаточным основанием для его применения. Исследователи могут искать глубинные и специфические механизмы. И они, несомненно, есть.

Общие биологические свойства лазеров

Огромный массив экспериментальных и клинических данных позволил выделить два бесспорных факта:

• Биологические эффекты вызываются лазерным излучением любой длинны волны.
• Биологические эффекты лазерного излучения зависят от дозировки.

Можно сказать, что первый пункт отрицает принцип первичного акцептора. Например, активность какого-то фермента можно изменить любой длиной волны лазерного излучения. Но многие эффекты при определенных длинах волн достигаются меньшими энергиями и с большей эффективностью. Или терапевтическое окно дозировок шире.

Второй пункт говорит о том, что для данного биологического эффекта существует оптимальная доза.

Короче, но категоричнее можно сказать:

биологический эффект лазерного облучения зависит не от длины волны, а от дозы.

Связь между биологической реакцией и дозой низкоинтенсивного лазерного излучения.

Слишком маленькое воздействие не вызывает эффект. Слишком большое вызывает отсутствие изучаемого эффекта и повреждение.

В настоящее время большинство исследователей считают, что эффект низкоинтенсивного лазерного облучения на биологические объекты носит неспецифический характер. Лазерное облучение является фактором возмущения для биологической системы, что приводит к ответной реакции. Реакция зависит как от характеристик лазерного облучения, так и от функционального состояния биологической системы. Но важным является то, что этот возмущающий фактор является физиологическим и генетически знакомым биологической системе.

Спектр солнечного света вне атмосферы и у поверхности Земли

(Картинка использована с разрешения С.В.Москвина, автора книги «Основы лазерной терапии», 2006 г)

Сама природа лазерного излучения естественна — свет. В солнечном свете в той или иной дозировке присутствуют все длины волн используемые при лечении лазерном.

Интересно, что энергетическая характеристика света в солнечный день того же порядка, что используется при низкоинтенсивной лазерной терапии. Но при лазерной терапии эта энергия сконцентрирована на определенной длине волны. А длина волны определяет глубину проникновения в ткани. Возможно, что другие свойства лазерного излучения – когерентность и поляризованность так же играют свою роль. Так или иначе, ткани на глубине нескольких сантиметров, никогда не видевшие свет бурно, реагируют на лазерное излучение как на знакомое воздействие. Если животный мир произошел от одноклеточных организмов, то это неудивительно. Хочу отметить любопытное совпадение. На представленном слайде видны энергетические пики поглощения атмосферой определенных длин волн. То есть эти длины волн достигают поверхности земли с наибольшей потерей энергии. Например, ≈ 0.63, 0.7, 0.89 мкм и т.д. Все эти длинны волн наиболее часто применяются в низкоинтенсивной лазерной терапии. Причем пришли к использованию этих длин волн эмпирически. Они вызывают наиболее заметные биологические эффекты. Миллионы лет назад, атмосфера была иной и энергетическая характеристика света по длинам волн то же была иной. Но жизнь зарождалась в тех условиях. Может быть, клетки особенно бурно реагируют на ту длину волны света, которую им теперь не хватает?

Мы уже говорили о неоспоримости влияния лазерного облучения на микроциркуляцию. Учитывая глобальность значения микроциркуляции, только это явление может объяснить большую часть терапевтического эффекта лазера. Таких как интенсификация обмена в области облучения, ускорении репаративных и пролиферативных процессов. Повышение клеточного дыхания и образования АТФ, восстановление структуры поврежденных молекул и органелл, увеличение синтеза белков, активация ферментов антиоксидазной защиты, улучшение кислородного обеспечения тканей, повышении экстракции кислорода, стимуляция ангиогенеза. Все эти данные, обоснованны многочисленными экспериментальными и клиническими исследованиями.

Однако не стоит упрощать и объяснять все терапевтические эффекты лазера только улучшением микроциркуляции. Привожу данные любопытного клинического эксперимента.

Влияние лазерного излучения на насыщение артериальной крови кислородом

Асимов М.М., Асимов Р.М., Рубинов А.Н., Мамилов С.А., Плакси Ю.С. Стимулирование аэробного метаболизма клеток низкоинтенсивным лазерным излучением. Журнал “Лазерная медицина”, том 11, выпуск 2, 2007, стр. 53

Авторы измеряли величину насыщения артериальной крови кислородом первой фаланги пальца с помощью высокочувствительного быстродействующего пульсоксиметра. Третью фалангу пальца подвергали облучению Ге-Не лазера (20 мВт).

На слайде представлено изменение величины насыщения артериальной крови кислородом при воздействии лазерного излучением. На кривой насыщения регистрируются изменения от дыхательных циклов. 40 сек — начало воздействия, 170 –окончание. Снижение насыщения гемоглобина синхронное с воздействием, демонстрирует дополнительное освобождении кислорода в результате фотодиссоциации гемоглобина. Это не может быть связано с улучшением микроциркуляции. Все происходит слишком быстро и синхронно. Таким образом, это значит, что низкоинтенсивное лазерное облучение высвобождает кислород в месте облучения. Авторы говорят о лазерно-индуцированной оксигенации тканей. Речь идет о селективном повышении локальной концентрации кислорода в тканях. Авторы объясняют этот эффект, сдвигом кривой диссоциации оксигемоглобина. И обосновывают это совпадением спектра поглощения гемоглобина и оксигемоглобина с длинной волны Ге-Не лазера. То есть, по мнению авторов, оксигемоглобин является акцептором фотона.

В свете лечения миофасциальных болевых синдромов интересно вспомнить классические работы Travell and Simons. Согласно их данным, области триггерных точек, зон и областей тенденезов характеризуются нарушенным метаболизмом и микроциркуляции. Для этих зон характерно снижение микроциркуляции,   повышение анаэробного обмена, что при хроническом процессе приводит к пролиферации соединительной ткани.

Разновидности низкоинтенсивной лазерной терапии

По области воздействия:

1. Внешнее
   • Контактное
   • Дистанционное

2. Внутренее
   • Внутриполостное
   • Внутрисосудистое

3. Комбинированное

Тактические цели лазерного воздействия

• Облучение миофасциальных болезненных зон
• Облучение рефлексогенных зон и акупунктурных точек
• Облучение проекций внутренних органов
• Облучение проекций сосудистых и нервных пучков
• Другое (стимуляция пролиферации нейронов, локальный контроль дисоциации оксигемоглобина и т.д)

По локализации нас интересует только наружное воздействие. Контактное, это плотное прижатие излучателя к коже. Преимущество – незначительное отражение и более точное дозирование. Дистанционное, это облучение на расстоянии. Это может иметь свои преимущества.

В зависимости от тактических целей дозировки могут варьировать в тысячи раз. Далее будут коротко даны примеры.

Глубина проникновения в ткани лазерного излучения различной длинны волны

(Картинка использована с разрешения С.В.Москвина, автора книги «Основы лазерной терапии», 2006 г).

20-40 % падающего луча отражается от поверхности кожи. Это зависит от многих факторов – влажности и цвета кожи, угла падения луча и т.д. Эту часть потерь можно уменьшить, применяя зеркальные насадки и плотным прижатием к коже. У меня был случай, когда результаты биофотометрии показали 95% отражения. Оказалось, что женщина нанесла на кожу солнцезащитный крем. Часть света отражается из глубины. Большая часть света рассеивается и поглощается тканями и кровью. Именно эта часть оказывает биологический эффект. Свет который поглотился кровью оказывает эффект на организм в целом. Поэтому при любом локальном лечении всегда есть и общий компонент. От длины волны зависит глубина проникновения лазерного света. Максимум пропускания электромагнитного излучения тканями – 0,8-1,2 мкм. Длина волны выбирается в зависимости от целей.

Низкая проницаемость означает высокое поглощение тканями. Следовательно, энергия поглотиться на небольшом расстоянии от излучателя небольшим объемом ткани. При высокой проницаемости энергия света отдается тканям постепенно по мере прохождения. При этом слой определенной глубины поглотит какую-то часть энергии. Если бы, для какой-то длины волны ткань были бы абсолютно прозрачной, то биологического эффекта не было бы вообще. Поэтому, применяя разные длины волн, мы создаем разные условия дозирования по глубине. Например, если речь идет о воздействии на объект 1-5 мм под кожей, логично использовать красный лазер.

Физические единицы дозирования лазерного воздействия

Чтобы обсудить принципы дозирования лазерного излучения, необходимо вспомнить его основные физические характеристики. Их всего три.

• Мощность излучения «Р» — Не совсем корректная с физической точки зрения аналогия мощности, это яркость излучения. Например яркость лампы, солнца.
• Энергия (доза) — мощность электромагнитной волны, излучаемой за единицу времени. Единица измерения [Дж] или [Вт • с]. Физический смысл энергии, это способность совершить работу. В данном случае речь идет о работе по внесению изменений в тканях фотонами. Именно энергия (доза) определяет биологический эффект светового облучения. При этом, как и при солнечном свете один и тот же биологический эффект, например загар, можно достигнуть или при небольшой мощности (яркости) и длительной экспозиции или высокой мощности (яркости) и маленькой экспозиции. Эффект будет одинаков, если доза одна и та же. С точки зрения экономии времени, обычно выгоднее использовать мощные источники.

  
  Учитывая, что лазерное облучение обычно локально, основной единицей лазерного воздействия является плотность энергии (дозы).

• Плотность дозы это — энергия излучения, распре­деленная на единицу площади поверхности воздействия. Едини­ца измерения в СИ — [Дж/м2]. На прак­тике удобным представляется использо­вание единицы Дж/см2, так как площади, на ко­торые реально происходит воздействие лазер­ным излучением, обычно исчисляются квадратными сантиметрами. Этот параметр является основным, в биологических эффектах низкоинтенсивного ла­зерного излучения. Плотность дозы вычисляется по формуле:

  D= Pср*T/S [Вт*с/см^2]

  
  Где:

  • D — плотность дозы
  • Pср – средняя мощность излучения
  • T — время облучения
  • S — облучаемая площадь

Обращаю внимание, что используя одну и ту мощность излучения, но меняя площадь облучения можно получить локальные изменения мощности и плотности дозы в тысячи раз. Аналогия – фокусирование или расфокусирование солнечных лучей используя линзы.

Расчетные формулы дозы воздействия.

Представлены формул вычисления плотности дозы. Формулы фактически одни и те же. Просто с вводом утоняющих факторов они несколько усложняются.

Например в основной формуле фигурирует средняя мощность лазера. Для лазера с постоянным излучением его мощность одновременно является и средней. Как для автомобиля, движущегося с постоянной скоростью, показания спидометра будут равны его средней скорости. Для автомобиля, движущегося с остановками, его среднюю скорость нужно вычислить. Аналогично для импульсных лазеров расчет услож­няется определением средней мощности. Для этого импульсную мощность умножают на частоту импульсов и длительность импульса (третья формула). Важно помнить, что импульсная мощность напрямую в расчетах не используется. А в настоящее время чаще используются импульсные полупроводниковые источники лазерного излучения. Обратите внимание, что, изменяя частоту импульсов можно задавать среднюю мощность. А, следовательно, и дозу. В четвертую и пятую формулы вводится коэффициент отражения. Оптимально этот коэффициент определять методом фотометрии для конкретного случая. Но можно использовать среднестатистическое значение. Теперь дозу, направленную на поверхность кожи можно назвать дозой поглощенной поверхностью кожи.Теперь рассмотрим методологию дозирования лазерного облучения.

Уже упоминалось, что дозирование зависит от тактических целей применения лазерной терапии (Слайд 7. Разновидности низкоинтенсивной лазерной терапии).

Коротко несколько примеров

• Лазерное облучение рефлекторных зон и точек акупунктуры.

  
  Цель – влияние на организм, его системы и органы по мировозрению акупунктуры.

  
  Применяются дозы небольшие и с низкой частотой и короткой экспозицией. Чаще применяется длина волны 0.63 мкм. При красном спектре энергия поглощается тканями при проходе в несколько мм. Например, длина 0,63 мкм, постоянный модулированный, 2-3 мВ на торце акупунктурной насадки, с экспозиций биологически активную точку 15—30 сек. Частота модуляции излучения обычно 2—4 Гц. Эти характеристики найдены эмпирически. Научно обосновать ;эти режимы сложно. В последнее время встречаются работы по облучению точек акупунктуры большими дозами.

• Лазерное облучение проекции сосудисто-нервных пучков.

  
  Цель — влияние на кровоток в зоне ответственности пучка.

  
  Мощность 40— 50 Ватт в импульсе, частота 80 Гц, 1,5-2 мин, контактно. За один сеанс до 4-6 зон. Плотность дозы при этом около 0.05 Дж/см.

• Лазерное облучение поврежденного аксона (экспериментальная). Работа Ш. Рокхинда. Исследователь в эксперименте с восстановлением рассеченного аксона получил результаты только при лазерного воздействия мощностью (780 мкм) 200 мВт ежедневно по 30 минут в течение двух недель. Это доза до 180 Дж на зону. Это в 3600 раз больше вышеназванных дозировок. Такие энергетические параметры воздействия в данном случае приводит к вынужденной стимуляции пролиферативной активности нейронов. Т.е. решалась конкретная задача  — стимуляции пролиферативной активности нейронов. Для этого потребовались такие дозировки. Но окружающие ткани, несомненно, получили то, или иное повреждение. Но это побочные эффекты при решении главной терапевтической задачи.
• Внутрисосудистое облучение крови.

  
  Цель – преимущественно общее влияние на организм.

  
  Используют лазерное из лучение 0,63 мкм, мощностью 1,5—2 мВт на выходе световода. Время воздействия при большинстве заболеваний 10-20 мин за сеанс для взрослых и 5—7 мин для детей. От 3 до 10 сеансов. Доза – 0,5-1 Дж.

• Применение лазера для локального повышения содержания кислорода в тканях. Продолжения этой работы в настоящее время нет. Но логично предположить, что параметры излучения должны быть минимально достаточными для обеспечения эффекта освобождения кислорода, и максимально длительными.

Теперь дозировка лазерной терапии при миофасциальных болевых синдромах.

Анализ литературных данных показывает, что терапевтический диапазон дозировок лазерного излучения колеблется 0,01-5,0 Дж/см2. Отличие максимальных дозировок от минимальных составляет 500 раз. Следует отметить, что при исследованиях 10-20 летней давности применялись дозировки близкие к нижней границе. Постепенно дозировки увеличивались. В настоящее время создается впечатление, что практики и исследователи приходят к общему мнению, что дальше повышать дозировки не следует. При использовании дозировки более 10 Дж/см2, как правило сообщают о повреждающем эффекте лазерного облучения на ткани. Выявляются морфологические, цитотоксические и генетические повреждения. Ухудшается микроциркуляция. В последнее время, обычно применяют дозировки 0,1-1 Дж/см2.

Теперь коснемся чрезвычайно важного обстоятельства. Важно понимать, что биологический эффект облучения прямо связан с дозой которую поглотила облучаемая ткань. А терапевтический эффект зависит от дозы которую поглотила ткань являющаяся источником клинического проявления.

Вспомним эксперименты Ш. Рокхинда по стимуляции пролиферативной активности нейронов. Понятно, что световая энергия, поглощенная тканями рядом с аксоном, не способствовала восстановлению самого аксона. Более того, эта часть световой энергии была причной побочных эффектов.

Терапевтический диапазон в своей основе определен в эксперименте на культуре тканей и мелких лабораторных животных. Причем у животных удобным объектом были брыжейка кишечника, мягкая мозговая оболочка, ухо кролика и т.д. В этих случаях область оценки результатов излучения получает плотность дозы исходящую из излучателя. В клинике, эффективность этих дозировок доказывается при лечении поверхностных структур, например трофических язв.

Самой распространенной ошибкой, является автоматический перенос этих дозировок на большой биологический объект. Это особенно важно при лечении миофасциальных болевых синдромом. Структуры вызывающие местную или отраженную боль локальны. Эта область имеет свою площадь, глубину залегания под кожей, объем, анатомическое расположение.

Мне кажется обоснованным при лазерной терапии миофасциальных расстройств (а может быть и не только) ввести термин мишень. Мишень, это область которую планируют подвергнуть лазерному облучению в целях терапевтического эффекта.Аналогией являются фармакологические блокады или укол сухой иглой. Введение энергии мимо мишени не окажет клинического эффекта. А окажет биологический эффект на ткани, которую эту энергию поглотили. На первом рисунке слайда 13 показана ситуация, когда мы «промазали» мимо клинически значимого объекта. Биологический эффект окружающей ткани будет, а клинического эффекта  — нет. Так как на объект, определяющий клинические проявления, воздействия не было.

Для эффективной лазерной терапии миофасциальных расстройств необходимо:

• Экстраполировать дозировки рекомендуемые для поверхностных структур на мишень.
• Иметь представление о анатомическом расположения и глубине залегания мишени
• Учесть ослабление мощности лазерного излучения при прохождении мягких тканей до мишени.
• Выбрать рациональную точку и направление облучения.

График потери энергии лазерного излучения (0.89µm) при прохождении мягких тканей (µ=1.84)

Вы видите график и табличный эквивалент ослабления мощности лазерного излучения в зависимости от глубины прохождения мягких тканей.

Например, на глубине 3 см мощность относительно поверхности уменьшится в 250 раз. На глубине 5,5 – в 20000 раз.

Несколько слов о теоретически идеальном дозировании. В настоящее время это технически выполнимо, но практически этого нет. С помощью МРТ определяется глубина и объем объекта. С помощью биофотометрии измеряются индивидуальные особенности поглощения и отражения тканями конкретного лазерного источника. Задается объемная доза поглощения энергии объекта (мишени). По формуле объемного поглощения (Слайд 10) рассчитываются параметры облучения.

Пример расчета дозирования.

А теперь как все это ориентировочно рассчитать на практике. Путей много. Может быть проще всего сразу все рассчитать по формуле. Предлагаю скорее интуитивный путь, для понимания. Предположим мы хотим обеспечить на поверхности кожи средне принятую терапевтическую плотность дозы 0,056 Дж/см2. Одним из вариантов для этого будут следующие условия:

• Pulsed power – 5 Wt
• Pulse frequency – 3000 Hz
• Pulse duration – 0.0000001 sec
• Irradiation area – 1 cm2
• Exposure – 60 sec
• Reflection coefficient – 0.37

При этом на глубине 3 см эти условия обеспечат плотность дозы 0,0004 Дж/см2 (с учетом падения импульсной мощности по глубине (См. график).

Теперь мы хотим, чтобы терапевтически значимая плотность дозы 0,056 Дж/см2 была на глубине 3 см. Есть два варианта обеспечения этого:

1. Увеличить время экспозиции облучения пропорционально уменьшению плотности дозы на глубине 3 см.(0,056 Дж/см2/0,0004 Дж/см2 = 140). Значит 140 минут экспозиции на глубине 3 см обеспечат плотность дозы 0,056 Дж/см2. Понятно, что время экспозиции 2 часа 20 мин. весьма неудобное для терапевтического сеанса.
2. Берем лазер 60 ватт в импульсе. И определяемся со временем экспозиции, что бы достигнуть тех же 0,056 Дж/см2 на глубине 3 см. Кстати можно уже не пользоваться громоздкими вычислениями так как зависимость прямо пропорциональная (60 ватт в 12 раз больше чем 5 ватт). Время облучения сократиться в 12 раз. то есть со 140 мин до 14 минут.

Однако при этом на поверхности кожи будет довольно высокая лучевая нагрузка – 8,7 Дж.см. Но могут быть условия, когда для обеспечения адекватной дозы на глубине, на поверхности кожи потребуется доза в 40-80 Дж/см.

Избежать нежелательно высокой лучевой нагрузки на кожу помогут два приема. Первый — надавливание на ткани в направлении «мишени», что сокращая расстояние и вызывая локальное обескровливание с повышением «прозрачности», что обеспечивает двух-трехкратное уменьшение экспозиции или мощности излучения. Второй — облучение из нескольких точек, ориентированное из каждой на «мишень». На поверхности диаметром 4 см размешается шесть точек. Первый прием сокращает общее время экспозиции до 4-5 минут, а облучение через 6 точек, уменьшает экспозицию на точку до 50 сек, с поглощенной на кожу дозой 0,56 Дж/cм2. То есть, создается терапевтически значимая плотность энергии на заданной глубине при разумной ее плотности на поверхности.

Мы уже говорили о использовании фокусирующих линзах. В этой ситуации насадки – линзы фокусирующие излучение на площадь нескольких мм2. Таким образом, можно создавать очень большие плотность мощности на поверхности. И за минуту на поверхность кожи излучать дозу 40-80 Дж/см2, что обеспечивает значимую дозировку на глубине. В этом случае повышаются требования к точности облучения объекта и к защите поверхностных слоев от повреждения.

Например. Если взять излучатель мощностью 100 Вт в импульсе (площадь излучения 1 см2) и сфокусировать его на пятно 3 мм2, на эту площадь уже будет воздействие 350 Вт/см2. А на глубине 3 см будет 1.4 Вт. А если сфокусировать на диаметр светового пятна 1 мм2 (3000 Вт/см2 на поверхности), на глубине 3 см будет мощность 12 Вт/см2! И при этом излучатель выдает свои постоянные 100 Вт! Правда, при фокусировке потери могут быть в 2-3 раза. Но понятно, что требования к точности направления излучения резко возрастают.

При лазерной терапии этой патологии, существенным является понимание, что выбор точки облучения в определенной степени относителен. За точку облучения обычно принимается проекция на кожу болезненной зоны. При этом пальпаторно определяется болезненная точка в данной анатомической особенности (обычно так оно и есть). «Мишенью» же для лазерного облучения является сама структура болезненная при пальпации или дающая отраженные боли. С одной стороны выбранная точка на коже может не соответствовать точной проекции мишени. С другой, более лучшие условия облучения «мишени», могут быть достигнуты из располагающихся рядом (или не рядом) безболезненных точек. Поэтому при лазерном облучении важно анатомически представлять себе «мишень», ее величину и глубину расположения. Сочетание небольшого смещения излучателя с неправильным углом излучения может привести к неэффективности. Эта ошибка может быть особенно значима на сферических и цилиндрических поверхностях (первый рисунок слайда 13).

Примечания

Лекция на конференции хиропрактического общества Ирландии в октябре 2007. Слайды в прикрепленном файле. Рабочий вариант лекции на Русском.

Скачать

Ирландия. Low-level laser therapy for treating myofascial pain .ppt

347 просмотров

Экспериментальные и клинические исследования эффективности низкоинтенсивного лазерногоизлучения в онкологии

Нередко в литературе, посвященной низкоинтенсивной лазерной терапии различных заболеваний, в списке противопоказаний на первом месте стоит онкология. Такой подход к онкологическим заболеваниям обусловлен тем, что до сих пор остается неясным действие низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) на злокачественные новообразования. Изучением данного фактора исследователи занимаются с конца 70-х гг.

Дурнов Л.А.*, Грабовщинер А.Я.**, Гусев Л.И.*, Балакирев С.А.*
* Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина, РАМН;
**Ассоциация «Квантовая медицина», г. Москва

Нередко в литературе, посвященной низкоинтенсивной лазерной терапии различных заболеваний, в списке противопоказаний на первом месте стоит онкология. Такой подход к онкологическим заболеваниям обусловлен тем, что до сих пор остается неясным действие низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) на злокачественные новообразования. Изучением данного фактора исследователи занимаются с конца 70-х гг.

Проведенные различными учёными исследования показали нижеследующие отрицательные результаты такого воздействия.

• Стимуляция роста клеток асцитной карциномы Эрлиха в опытах in vitro наблюдалась при воздействии He-Ne лазера (Москалик К. et al. 1980).
• Стимулирующее действие на опухоль различных видов НИЛИ обнаружено у животных-опухоленосителей (Москалик К. с соавт.. 1981).
• Стимуляция роста меланомы Гардинг-Насси, аденокарциномы 765 и саркомы 37 отмечена при воздействии He-Ne (633 нм) и импульсного азотного лазеров (340 нм) (Ильин А 1980, 1981, 1983; Плетнев С. 1980, 1985, 1987).
• Стимуляция роста доброкачественных опухолей молочных желез у экспериментальных крыс получена при воздействии He-Ne лазера (Панина Н. с соавт., 1992).
• Стимуляция роста и увеличение частоты метастазирования таких опухолей, как: лимфосаркома Плисса, меланома В-16, асцитная карцинома Эрлиха, аденокарцинома легких Льюиса, наблюдались при воздействии на них He-Ne лазером (Зырянов Б. 1998).
• Стимуляция роста в одних случаях и торможение в других отмечены при проведении экспериментов по воздействию НИЛИ (480 нм и 640 нм) на культивированные клетки злокачественных опухолей человека (меланома, опухоли молочной железы и толстой кишки) (Dasdia Т. et al. 1988).

Аналогичные результаты получены при воздействии НИЛИ на колонии различных злокачественных клеток аргоновым лазером или лазером на красителях с накачкой генерации аргоновым лазером с плотностью мощности 8,5-5,0 мвт/см KB.(Fu-Shоu Yang et.al., 1986).

С другой стороны, проведенные исследования доказали и положительные результаты такого воздействия.

• Торможение перевиваемых опухолей при облучении кадмий-гелиевым лазером (440 нм) при СД 30 Дж (Ильина АИ., 1982).
• Ингибирующее действие гелий-неонового лазера на живые клетки карциномы Льюиса выше при более раннем начале и большей продолжительности курса облучения (Иванов АВ., 1984; Захаров с.д.,1990).
• При воздействии полупроводниковым лазером (890 нм) на перевиваемую саркому Уокера у крыс и рак молочной железы у мышей отмечено замедление роста опухоли на 37,5% при СД 0,46 Дж/см2, тогда как при СД 1,5 Дж/см2 эффект не обнаружен (Михайлов В.А, 1991).
• При нерадикально удаленной саркоме мягких тканей у оперированных животных с последующим облучением гелий-неоновым лазером отмечено ингибирование опухолевого процесса. Зафиксировано удлинение срока жизни животных в два раза по сравнению с контрольной группой (Димант И.Н., 1993).
• Выраженные изменения в структуре первичной опухоли, вплоть до гибели клеточных элементов опухоли, зафиксированы при лазерном облучении крови. Метастазы у этих животных были значительно меньше сравнительно с контрольной группой (Гамалея Н.Ф.,1988).

Результаты экспериментальных исследований мы привели для того, чтобы стало ясно, почему нельзя воздействовать НИЛИ на новообразования в клинике, поскольку результаты непредсказуемы.

Механизм действия НИЛИ заключается в том, что вследствие поглощения энергии света чувствительными молекулами биологического вещества возникают электронно-возбужденные состояния атомов этих молекул и, как следствие, нарушаются межмолекулярные взаимодействия и появляются свободные ионы. На клеточном уровне это проявляется изменением активности ключевых ферментов клеточного метаболизма и проницаемости клеточных мембран. Наиболее чувствительными являются окислительно-восстановительные ферменты, затем миелопероксидаза, кислая и, наконец, щелочная фосфатаза. В митохондриях ускоряется перенос электронов по цепи электронного транспорта, увеличивается фотопотребление кислорода, блокируются «паразитарные» дыхательные цепи (не обеспечивающие синтеза АТФ). Эти механизмы позволяют клетке синтезировать большее количество АТФ, и процессы жизнедеятельности получают лучшее энергетическое обеспечение.

В результате исследований ученых описаны биологические эффекты лазерного излучения низкой интенсивности (НИЛИ), которые имеют большое значение в практической медицине, так как в отличие от лазерного излучения высокой мощности, НИЛИ не повреждает ткани организма. Напротив, низкоинтенсивное лазерное излучение оказывает противовоспалительное, иммунокоррегирующее, обезболивающее действие, способствует заживлению ран, восстановлению равновесия между компонентами нервной системы. Источником многообразия этих эффектов являются механизмы ответа организма на лазерное излучение.

Лазерное излучение воспринимают фотоакцепторы, или, проще говоря, особые чувствительные молекулы, участвующие в поддержании равновесия внутри клетки, каждой клетки человека. После взаимодействия лазерного излучения и чувствительной молекулы в клетке активизируется обмен веществ и энергии, что дает ей возможность полноценно выполнять свои функции, а на определенном этапе развития — делиться, образуя здоровое потомство.

Способ воздействия низкоинтенсивным лазерным излучением на организм зависит от вида и локализации патологического процесса. Различают следующие методы лазерной терапии: 1) лазерное облучение крови 2) наружное (чрескожное) воздействие, 3) лазерная рефлексотерапия (воздействие НИЛИ на точки акупунктуры, 4) внутриполостное воздействие.

Лазерное облучение крови.

Эта методика была разработана в 80-х годах в Новосибирском НИИ патологии кровообращения под руководством академика Е.Н. Мешалкина и первоначально применялась как внутрисосудистое лазерное облучение крови (ВЛОК) (Мешалкин Е.Н. с соавт. 1981, Корочкин И.М. с соавт. 1984). Механизм лечебного действия лазерного облучения крови является общим при различной патологии (Гафарова Г.А. с соавт. 1979). Выраженный эффект лазерного облучения крови связан с влиянием НИЛИ на обмен веществ. При этом возрастает окисление энергетических материалов — глюкозы, пирувата, лактата, что ведет к улучшению микроциркуляции и утилизации кислорода в тканях. Изменения в системе микроциркуляции связаны с вазодилятацией и изменением реологических свойств крови за счет снижения ее вязкости и уменьшения агрегатной активности эритроцитов. Отмечено, что при превышении нормы уровня фибриногена на 25-30%, после лазерного воздействия отмечается его снижение на 38-51 %, а при его низких показателях до лечения, отмечается его повышение на 100% (Корочкин И.М. с соавт. 1984, Москвин С.В. с соавт. 2000).

Лазерное облучение крови оказывает стимулирующее влияние на кроветворение в виде увеличения количества гемоглобина, эритроцитов и лейкоцитов (Гамалея Н.Ф. 1981, Гамалея Н.Ф. с соавт. 1988). Происходит стимуляция системы неспецифической защиты — повышается функциональная и фагоцитарная активность лимфоцитов. Интересно, что при облучении лимфоцитов крови онкологических больных стимуляция Т-клеток выражена больше, чем при облучении их у здоровых людей (Гамалея Н.Ф. с соавт. 1986, Пагава К.И. 1991).

При воздействии НИЛИ на кровь происходит стимуляция Т-системы иммунитета. Возрастает хелперная и снижается супрессорная активность Т­лимфоцитов, нормализуется содержание В-лимфоцитов, снижается уровень ЦИК, ликвидируется дисбаланс иммуноглобулинов (Мешалкин Е.Н. 1983, Зырянов Б.Н. с соавт. 1998). Иммунокорригирующий эффект лазерного облучения крови объясняется увеличением выработки клетками крови эндогенного иммуномедиатора интерлейкина-1 (ИЛ-1) (Жибурт Е.Б. с соавт. 1998). Исследования, проведенные в РОНЦ РАМН, подтверждают эти данные. Воздействию НИЛИ подвергались мононуклеарные клетки (МНК) в течение 20 и 40 мин. В результате, при исследовании цитотоксичности МНК было установлено, что воздействие лазерным излучением в течение 20 мин. не приводит к достоверному повышению киллерных свойств МНК доноров. Усиление способности МНК доноров лизировать опухолевые клетки линии К-562 отмечалось при увеличении экспозиции излучения до 40 мин. В этих условиях цитолитический потенциал МНК возрастал в среднем с 31±8% до 57±5% (p

Воздействие лазерного облучения повышает способность МНК высвобождать ИЛ-1 и ФНО. В частности, при экспозиции 20мин. отмечается тенденция к увеличению концентрации исследуемых цитокинов в супернатанте МНК по сравнению с исходным уровнем, а увеличение времени воздействия приводит к более выраженной способности МНК доноров высвобождать ИЛ-1 и ФНО.

Таким образом, НИЛИ приводит к активации МНК крови доноров, Т.е. повышает их цитотоксическую активность и индуцирует способности МНК высвобождать цитокины (ИЛ-1 и ФНО), играющие важную роль в развитии иммунного ответа организма (Дурнов Л.А. с соавт. 1999).

Таблица 1
Влияние лазерного излучения на цитотоксическую активность (%) мононуклеарных клеток и индукцию высвобождения цитокинов (пг/мл)

Настоящее исследование проведено при помощи аппарата МИЛТА в режиме: частота 5000 Гц, длительность экспозиции сеанса 5 мин. Исследование будет продолжено, Т.к. представляется интересным исследовать режимы 50 и 1000 Гц и временной интервал воздействия в 2 мин.

С развитием лазерной техники на смену внутрисосудистому лазерному облучению крови пришло надсосудистое (чрескожное) воздействие на кровь. При внутрисосудистом облучении крови обычно применялись маломощные гелий­неоновые (He-Ne) лазеры, требующие сменных одноразовых кварц-полимерных световодов. Это связано с тем, что определенную техническую трудность представляло воздействие на относительно глубоко расположенные структуры (в частности — сосуды), так как глубина проникновения лазерного излучения невелика. Она зависит от длины волны (от 20 мкм в фиолетовой части спектра до 70 мм в ближней инфракрасной), и необходимость «достать» глубже лежащие ткани требует увеличения мощности воздействия. Эта задача успешно решается в лазерных аппаратах, работающих в импульсном режиме. Наиболее зарекомендовавшими себя в этом отношении, являются арсенид-галиевые (Ga-As) лазеры, работающие в высокочастотном импульсном режиме.

Продолжительность вспышки импульсного лазера — миллисекунды, что позволяет воздействовать на ткань с необходимой для облучения глубоких структур мощностью без риска повреждения поверхностных структур.

Современные лазерные аппараты снабжены специальными магнитными насадками с оптимальной формой постоянного магнитного поля (ПМП). Помимо лечебного эффекта магнитотерапии, ПМП придает определенную ориентацию молекулярным диполям, выстраивая их вдоль своих силовых линий, направленных в глубь облучаемых тканей. Это ведет к тому, что основная масса диполей располагается вдоль светового потока способствуя увеличению глубины его проникновения (Илларионов В.Е., 1989). Мостовников В.А. с соавторами (1981) объясняют эффект высокой биологической активности двух физических факторов тем, что их действие на мембраны и компоненты клеток, участвующих в регуляции метаболических процессов, ведет к перестройке пространственной структуры мембраны и, как следствие, ее регуляторных функций.
Терапевтический эффект ЧЛОК объясняется следующими факторами:

• Улучшение микроциркуляции: тормозится агрегация тромбоцитов, повышается их гибкость, снижается концентрация фибриногена в плазме и усиливается фибринолитическая активность, уменьшается вязкость крови, улучшаются реологические свойства крови, увеличивается снабжение тканей кислородом.
• Уменьшение или исчезновение ишемии в тканях органов. Увеличивается сердечный выброс, уменьшается общее периферическое сопротивление, расширяются коронарные сосуды.
• Нормализация энергетического метаболизма клеток, подвергшихся гипоксии или ишемии, сохранение клеточного гемостаза.
• Противовоспалительное действие за счет торможения высвобождения гистамина и других медиаторов воспаления из тучных клеток, нормализация проницаемости капилляров, уменьшение отечного и болевого синдромов.
• Коррекция иммунитета: повышение общего уровня Т-лимфоцитов, лимфоцитов с супрессорной активностью, увеличение содержания Т-хелперов при отсутствии снижения уровня лейкоцитов в периферической крови.
• Влияние на процессы перекисного окисления липидов в сыворотке крови: уменьшение содержания в крови малонового диальдегида, диеновых конъюгант, шифровых оснований и увеличение токоферола.
• Нормализация липидного обмена: повышение липопротеинлипазы, снижение уровня атерогенных липопротеинов.

Экспериментальные и клинические исследования доказали, что эффективность чрескожного лазерного облучения крови (ЧЛОК) и ВЛОК — примерно одинакова (Кошелев В.Н. с соавт. 1995). Однако простота методики ЧЛОК, неинвазивность, доступность проведения в любых условиях, высокая терапевтическая эффективность — все эти факторы позволили широко внедрить ЧЛОК в лечебную практику.

Чрескожное лазерное облучение крови используют в качестве анальгезирующего, антиоксидантного, десенсибилизирующего, биостимулирующего, иммуностимулирующего, иммунокорригирующего, детоксицирующего, сосудорасширяющего, антиаритмического, антибактериального, антигипоксического, противоотечного и противовоспалительного средства (Москвин С.В. с соавт. 2000).

Одними из первых исследователей, проводивших изучение эффективности лазерного облучения крови у онкологических больных, были ученые Томского НИИ онкологии. При отработке режима лазерного воздействия применялась экспозиция в 30 мин. и 60 мин. однократно в течение 5 суток. Существенных различий в этих группах не выявлено. Не зафиксировано никаких осложнений и побочных проявлений. Отмечено ускорение заживления послеоперационных ран, а анализ отдаленных результатов показал, что частота и сроки возникновения рецидивов в группе больных, которым проводилось лазерное облучение крови, достоверно ниже сравнительно с контрольной группой.

В НИИ детской онкологии и гематологии РОНЦ РАМН проводилось изучение эффективности ЧЛОК путем исследования динамики клеточного иммунитета у детей, получавших химиотерапию по поводу различных злокачественных новообразований. Воздействие НИЛИ осуществлялось на крупные сосуды в кубитальных и подколенных областях. Частота НИЛИ 50 Гц, временной интервал для детей старшего возраста составлял 15…20 мин. (облучение крови осуществлялось двумя терминалами одновременно). Всего проводилось от 2 до 4 сеансов. У больных, получивших свыше 2-х сеансов, отмечено повышение числа зрелых Т-лимфоцитов, Т -супрессоров и лимфоцитов. Отмечена явная тенденция к положительной динамике. Осложнений и побочных проявлений не было отмечено ни у одного больного. Для детей младшего возраста расчет дозы НИЛИ проводится индивидуально.

Частота 50 Гц при лазерном облучении крови выбрана не случайно. Исследователи Земцев И.З. и Лапшин в.п. (1996), изучая механизмы очищения поверхности биомембран от токсических веществ, выявили, что деполяризация активности мембран (в результате лазерного облучения крови), сопровождающаяся их «промывкой», происходит при частоте импульсов НИЛИ ниже 100 Гц.

Наружное (местное) воздействие.

При локализации патологического очага на коже или видимых слизистых оболочках воздействие НИЛИ осуществляется непосредственно на него. В НИИ детской онкологии и гематологии широко применяется низкоинтенсивная лазерная терапия в лечении стоматитов, воспалительных явлений носоглотки, флебитов, длительно незаживающих послеоперационных ран, пролежнях. Пролечено более 280 больных. Повреждение слизистой оболочки полости рта и желудочно-­кишечного тракта — серьезная проблема для детей, получающих химиотерапевтическое лечение. Слизистая оболочка полости рта при стоматите болезненна, на ней образуются дефекты разных размеров и глубины, что ограничивает или делает совсем невозможным прием пищи. В тяжелых случаях это ведет к длительному перерыву в противоопухолевой терапии. В лечении стоматитов применялись и применяются полоскания из отваров трав, растворов лекарственных препаратов, однако эти средства требуют длительных затрат времени. Как правило, эффект от такого вида лечения отмечается на 7-10 сутки. При лечении НИЛИ эффект достигается на 3-5 сутки.

При лечении постлучевых реакций кожи во всех случаях достигнут положительный эффект. Сравнение сроков полного исчезновения местных проявлений у детей, которым проводилась полифакторная квантовая (магнито­инфракрасно-лазерная) терапия, с историческим контролем показало, что привоздействии НИЛИ сроки выздоровления сократились на 28%.

Основными противопоказаниями для проведения чрескожного лазерного облучения крови являются заболевания крови с синдромом кровоточивости, тромбоцитопения ниже 60000, острые лихорадочные состояния, коматозные состояния, активный туберкулез, гипотония, декомпенсированные состояния сердечно-сосудистой, выделительной, дыхательной и эндокринной систем.

При местном лечении таких осложнений химио-лучевой терапии как: стоматиты, гингивиты, радиоэпителииты, а также пролежни, вяло текущие раневые процессы, — вышеперечисленные заболевания и состояния не являются абсолютным противопоказанием.

Абсолютным противопоказанием для местного применения НИЛИ являются зоны локализации злокачественного процесса.

Лазерное излучение в медицине: разновидности и сферы применения

За последние 20-25 лет лазерная медицина приобрела широкую популярность в России и за рубежом. Лазеры расширяют возможности современной медицины, выводят ее на новый более высокий уровень. Лазерное воздействие позволяет сократить количество употребляемых медикаментов и избежать побочных эффектов от них, делает лечение безболезненным, а часто даже помогает избежать операций.

Лазеры сегодня используются в терапевтических и хирургических целях. Хирургические лазеры отличаются от физиотерапевтических приборов конструкцией, назначением, сферами применения, функциональными возможностями. Это два разных типа медицинского оборудования.

Терапевтические лазеры

Терапевтические лазеры – небольшие настольные приборы, они воздействуют на организм человека электромагнитным излучением и оказывают комплексные эффект:

• снимают воспалительный процесс;
• обезболивают;
• нормализуют кровообращение;
• оказывают общеукрепляющее и иммуностимулирующее действие.

Терапевтический лазер воздействует на клетки и ткани импульсом небольшой мощности – в среднем, 12 Вт. Продолжительность воздействия на каждую проблемную зону – 2-3 минуты. Во время процедуры лазерный импульс проникает в ткани на глубину до 13 см, стимулируя клеточный обмен веществ и кровообращение. В результате такого воздействия лазерное излучение активизирует природные силы организма, необходимые для выздоровления и оздоровления.

Терапевтические лазеры сегодня успешно применяются для профилактики и лечения следующих заболеваний:

• ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, ревмокардит;
• гипертоническая болезнь;
• раны, ожоги, угревая сыпь, другие кожные патологии;
• радикулит, остеохондроз;
• бронхит, пневмония, бронхиальная астма;
• тонзиллит, ринит, гайморит, аденоидит;
• стрессы, депрессии, головные боли.

Лечение терапевтическим лазером эффективно уже потому, что существенно сокращает количество таблеток, назначаемых пациентам. При лечении простатита, радикулита и остеохондроза лазерная терапия может полностью заменить медикаментозную, если, конечно, болезнь не запущена. Сроки лечения сокращаются, почти вдвое снижается вероятность рецидива.

Лечение проводится курсами – один курс обычно включает 10 процедур. Делать их можно амбулаторно и на дому, не нарушая привычного образа жизни. Облегчение пациенты чувствует уже после 2-3 сеансов.

Такими свойствами обладают аппараты лазерной терапии РИКТА. Помимо лазерного низкоинтенсивного излучения, в аппаратах используется также инфракрасное излучение, пульсирующий красный свет и постоянное магнитное поле. Дополнительные факторы воздействия дополняют эффективность лазера, делая процесс лечения еще более результативным.

Хирургические лазеры

Хирургический лазер – это высокомощный и высокоинтенсивный лазерный скальпель, предназначенный для рассечения, удаления, облучения, испарения, коагулирования тканей.

Такие приборы используются в операционных медицинских центрах и клиниках – в домашних условиях применять хирургический лазер, в отличие от терапевтического, не получится.

Мощность лазеров, используемых в общей хирургии, составляет 50-100 Вт, в микрохирургии – 10-20 Вт. Лазерные установки характеризуются высокой точностью – они отсекают только пораженные ткани, не затрагивая здоровые. Лазерный скальпель воздействует точечно – не только на внутренние органы, а и на отдельные клетки.

Преимущества операционного лазера:

• абсолютная стерильность;
• бескровное рассечение тканей;
• отсутствие кровотечений во время операции;
• уничтожение инфекции и снижение риска гнойных осложнений;

Лазерный поток рассекает ткани, не контактируя с сосудами и внутренними органами, четкая направленность луча минимизирует риск травматизации. Благодаря этому восстановительный период после операции переносится безболезненно и существенно сокращается по времени.

Хирургические лазеры активно используются при проведении операций на глазах, удалении бородавок и других доброкачественных кожных образований. С их помощью нейрохирурги делают точные разрезы и обеспечивают эндоскопический контроль при операциях на головном и спинном мозге.

В стоматологии лазерные скальпели используют в хирургии десен, при проведении челюстно-лицевых операций.

Заболевания шейки матки, включая кондиломы и другие доброкачественные образования небольшого размера, лечат методом лазерной коагуляции поврежденных тканей. После нее не остается грубых рубцов, канал шейки матки не сужается, а шансы на беременность у пациенток сохраняются высокие.

У терапевтических и хирургических лазеров есть общие характеристики. Это, в первую очередь, эффективность и безболезненность, щадящее воздействие на организм. Будущее у лазерной медицины есть – практический опыт ее использования в российских и зарубежных клиниках это подтверждает.

Современное состояние проблемы использование низкоинтенсивного монохроматического гелий-неонового лазера в гнойной хирургии

В большинстве стран мира
продолжается интенсивное изучение лазерного излучения в контексте
использования в биологии и медицине. История
применения лазерного облучения в советской медицине начиналась в 1964
году, на биологическом факультете Харьковского университета (Скворцов
В.). Затем на биологическом факультете Казахского государственного
университета (1965г.) стали проводить исследования по биостимуляции
биологических процессов лазерным излучением (Инюшин В.М.). С 1965г. в
Институте проблем онкологии АН УССР и с 1966г. в Московском научно
исследовательском онкологическом институте им. П.А. Герцена было
начато изучение биологического и противоопухолевого действия
лазерного излучения [44].
Уникальные свойства лазерного луча открыли широкие возможности
его применения в различных областях медицинской науки [21].

Лазерное излучение в косметологии | Портал 1nep.ru

Часто мы даже не задумываемся над словом «ЛАЗЕР», а это аббревиатура из английских слов, в переводе означающая: усиление света в результате вынужденного излучения. Уникальные особенности лазерного излучения, присущие лишь ему одному: монохромность (строгая одноцветность, т.е. все фотоны вылетают из источника строго одной длины волны), поляризованность (фиксированная ориентация векторов электромагнитного излучения в пространстве относительно направления его распространения), когерентность (совпадение по фазе электромагнитных колебаний излучения), коллимированность или направленность (малая расходимость пучка излучения). Эти физические особенности и отличают лазерное излучение от других оптических излучений, в том числе от монохромного поляризованного света.

Лечение светом применялось со времен египетских фараонов и было известно под термином «гелиотерапия». Фототерапия, фотохромотерапия, — эти методики были очень востребованы начиная с 18 века н.э., и теперь они уступили место лазеротерапии. Поэтому к сегодняшнему дню хорошо изучены механизмы поглощения и отражения света при воздействии на биоткань.
Лазерное излучение по своему действию в чем-то будет близко (а по некоторым параметрам значительно далеко) от результатов применения светового излучения. Сложность и многогранность получаемых ответных реакций складывается и напрямую зависит от технических параметров лазерного излучения: длины волны, мощности излучения, длительности воздействия, частоты следования импульса, площади воздействия.

Лазерные технологии отличаются многоплановостью, комплексностью, разнообразием. Они предоставляют возможность воздействовать на различные ткани организма: на кожу, жировую ткань, мышцы, сухожилия, кости, внутренние органы. Кожа, как самый большой и самый «наглядный» орган больше всего интересует, как объект, эстетическую медицину. А кожа как орган состоит из структур, отличающихся друг от друга спектральными характеристиками, коэффициентами отражения, поглощения, теплофизическими свойствами. Соответственно, селективность воздействия позволит получить различные эффекты на роговом слое, эпидермисе, дерме.

Широкий спектр объектов воздействия создает большой ассортимент методик и аппаратов, их выполняющих.

Итак, на сегодняшний день рынок эстетической медицины насчитывает свыше 20 тысяч видов аппаратов. Используется лазерное излучение различных длин волн, как отдельно, так и в сочетании с другими физиотерапевтическими факторами: магнитным полем импульсным или постоянным, вакуумом, прессотерапией, со светодиодным излучением, и т.д.

Высокая результативность, безопасность делают лазерные технологии все более привлекательными для специалистов во всем мире и в России в частности. Захвативший медицину «лазерный бум» приводит к обмену опытом с иностранными коллегами, насыщению российского рынка зарубежными аппаратами и новыми методиками.

Принцип селективности, описанный американскими учеными Р. Андерсеном и Дж. Перишем, лег в основу применения лазеров в косметологии. В нем описывается, что лазерное излучение воздействует в основном на тот объект или вещество, которое поглощает его. Знание этого механизма позволило создать направления эстетической медицины и методики, в них применяющиеся.

Основными методиками, опирающимися на принцип селективности, на сегодняшний день в эстетической практике являются:

• лазерная эпиляция;
• лазерное омоложение;
• лазерное удаление сосудов;
• лазерное удаление невусов и пигментаций;
• лазерный лифтинг;
• лазерный липолиз.

Лазерная эпиляция

Принципы селективности в методике будут соблюдаться относительно основного хромофора кожи – меланина. В задачи лазерной методики будет входить принцип подбора параметров и выстраивание схемы воздействия так, чтобы реагировал исключительно меланин волоса, и меланин кожи оставался интактным.

Первым с целью проведения эпиляции начал применяться рубиновый лазер, производящий излучение с длиной волны 694 нм. Данный вид лазерного излучения с целью эпиляции некоторое время не имел альтернатив. Но рубиновый лазер был великолепен для белой кожи и темных волос. Сегодня рубиновый лазер покинул ступеньку лидерства. Использование этой длины волны ограничивает эпиляцию на смуглой, загорелой коже (из-за опасности ожога), и делает абсолютно неэффективной эпиляцию темно-русых, рыжих и более светлых волос.

И вот, спустя годы, на «арену» вышел и стал лидером, так называемым «золотым стандартом», александритовый лазер длиной волны 755 нм, работающий в зоне максимума поглощения меланина. Александритовый лазер всем хорош, но рекомендуется для работы на фототипах кожи по ФитцПатрику I-III — казалось бы, самое востребованное для Европы окно. Но в России специфика населения такова, что на сегодняшний день здесь встречается весь спектр фототипов кожи. Для темных окрасок кожи применяется неодимовый лазер с длиной волны 1064 нм, глубина проникновения самая высокая среди всех лазерных аппаратов для эпиляции до 7 мм. В основе его действия лежит не только фототермический, как у других лазеров, но и фотомеханический принцип, основанный на микровзрывах в зоне волосяного фолликула. В результате этих процессов происходит разрушение структур волоса, что нарушает дальнейший рост.

Последние годы ознаменовались выходом новой аппаратуры для лазерной эпиляции – диодных лазеров длиной волны 810 нм, обещающих широкий спектр воздействия по всем фототипам кожи. Мешает стать лидерами им одно условие: диодные лазеры, чтобы создать достаточную энергию импульса на выходе, в рабочем процессе сильно разогреваются, поэтому должны иметь сильное охлаждение рабочего вещества (стандартно это элементы Пельтье).

Лазерное омоложение

Это понятие включает в себя большой разброс по применяемым технологиям и ответной реакции кожи.

Лазерное воздействие низкоинтенсивными лазерами (атермическими, холодными, софт, — как их еще называют в косметологии), с целью лазерофореза и лазерной биостимуляции (как часто называют эту процедуру – «лазерная биоревитализация», не устану повторять, что это безграмотно и не отражает суть происходящих процессов). Аппараты в этих технологиях используются в основном полупроводниковые (диодные), набор длин волн от 630 до 915 нм, мощность предельная не более 100мВТ. Эффекты от воздействия: стимуляция процессов репарации тканей, улучшение внешнего вида, коррекция незначительных эстетических дефектов.

Низкоинтесивное лазерное воздействие должно применяться курсами, оно относится к разделу физиотерапевтических аппаратных технологий ухода за кожей лица и тела.

Лазерное воздействие высокоэнергетическими лазерами можно разделить на несколько процедур с различной геометрией проникновения излучения. К этим процедурам будут относиться методики, воздействующие на изменение структурной решетки ткани. Их, в свою очередь можно разделить на аблятивные (с повреждением эпидермального слоя) и неаблятивные (без повреждения эпидермального слоя).

Названия процедур в этой категории различны: лазерная шлифовка, лазерная абляция, фракционный фототермолиз, аблятивный фототермолиз, наноперфорация, дермальный лазерный лифтинг и т.д. и т.п..

Нужно понимать: различные клинические эффекты на тканях будут напрямую зависеть от параметров излучения. Лазерные аппараты, выполняющие методики в этом разделе, в основной своей массе твердотельные и газовые, длины волн от 755 нм (александритового лазера), 1064, 1320,1440 нм (неодимового лазера), 1540, 2940 нм (эрбиевый лазер), углекислотный лазер СО2 с длиной волны 10600 нм.

Применяемая длина волны с определенными параметрами воздействия и будет определять следующие эффекты на биоткани:

1. Фототермический (нагревание, испарение (абляция), коагуляция тканей).
2. Фотохимический (образование плазмы, разрушение ткани).
3. Фотоакустический (распространяется ударная волна, переходящая по мере удаления от фокуса в обычную акустическую волну, вызывая электронно-деформационный эффект).

Эффекты от применения высокоэнергетических лазеров следует ожидать следующие: коррекцию сеточки морщин, уплотнение дермы с улучшением эстетического вида, коррекцию легкого птоза тканей, улучшение фактуры кожных покровов.

Высокоэнергетические лазерные процедуры, в зависимости от конфигурации проникновения излучения в ткани, могут применяться как единичное воздействие (в случае лазерной шлифовки), так и небольшими курсами по 4 -5 сеансов (в случае лазерной наноперфорации). Эти методики находятся на границе малоинвазивных манипуляций и пластической хирургии.

Лазерное удаление сосудистой патологии

В эстетической практике речь чаще всего идет о явлениях купероза, розацеа, капиллярных телеангиэктазиях. Именно эти сосудистые патологии сопровождают процесс фотоповреждения кожи при раннем типе старения, и гормонозависимые процессы увядания кожи.

Лазерные аппараты используются как твердотельный – неодимовый, длиной волны 532, 1064 нм, так и на красителях 532, 584, 630-690 нм. Принцип селективности в данных методиках основан на выборочном воздействии на гемоглобин. Применение таких методик позволяет специалисту устранять эстетические дефекты, вызванные сосудистой патологией, без повреждения кожного покрова, т.е. неинвазивно. Удаление сосуда происходит в результате двух управляемых механизмов: склеивание между собой тромбоцитов, далее тромбирование нежелательного сосуда, с дальнейшим его склерозированием; либо через воспаление интимы сосуда, стойкий отек, сужение просвета сосуда, до полного его смыкания, в дальнейшем фиброзирование.

Применение данных методов удаления сосудистой патологии относится к неинвазивным манипуляциям. Применение, в зависимости от распространенности и состояния сосудов, может быть как разовое, так и курсовое по 3-4 сеанса в курсе.

Лазерное удаление пигментаций

Стандартно с целью удаления пигментных поражений используют александритовый лазер 755 нм, но прибегают и к помощи лазеров на красителях 584, 690 нм. Хотя волн может быть большое разнообразие вариантов применения длин. Это связано с технологией производства данных лазеров, цвет красителя будет определять длину волны, а длина волны подбирается «резонансно» к цвету пигмента. Например, черный, темно-синий, коричневый пигменты убираются замечательно длиной волны 1064 нм, красный, оранжевый, желтый, пурпурный — 532 нм; пастельные тона и голубой — 584 нм, зеленый, синий, красный пигменты — 630 нм.

Удаление пигментаций требует определенных характеристик длительности импульса: они должны быть чрезвычайно короткими, чтобы реагировал исключительно «нежелательный» пигмент, и оставался нетронутым собственный пигмент меланин. Самыми распространенными в применении является наносекундные импульсы, воспроизводимые Q-Switched NdYAG лазерами. Данный вид воздействия относится к методикам неинвазивным, на курс требуется от 3 до 15 сеансов, в зависимости от распространенности и глубины залегания патологического или нежелательного пигмента.

Лазерный лифтинг, лазерный липолиз

Программы лазерного лифтинга и лазеролиполиза могут подразумевать как низкоинтенсивное, неинвазивное воздействие, так и воздействие высокоэнергетическими лазерами малоинвазивными методиками. Применение низкоинтенсивных лазерных методов встречается как локальное воздействие по стабильной методике освечивания выбранных участков матричными диодными излучателями, так и в лабильных методиках воздействия при сочетании лазерного излучения с вакуумным, вакуумно-роликовым массажем участков. Длины волн, рекомендуемые к применению с целью воздействия на триглецириды (содержащиеся в адипоцитах), должны быть в инфракрасном диапазоне от 780 нм до 1000нм, проникающие глубоко, воздействующие на жировую ткань. Длины волн, лежащие в красном диапазоне 630 нм – 690 нм, воздействуют на поверхностные покровные ткани, улучшая их эстетический вид.

Методики, применяющиеся в этом разделе, аппаратные физиотерапевтические, курсовые, по 10-15 сеансов в курсе. Ожидаемый эффект: улучшение фактуры кожи, сокращение явлений бугристости, легкая коррекция объемов.

Высокоэнергетические методики этого раздела применяются инвазивно. Доставка излучения осуществляется оптоволокном непосредственно в подкожно-жировую ткань, через маленькие проколы, надрезы. Длины волн, использующиеся в этих методиках: 915 нм, 1320 нм, 1440 нм, — обладают селективностью относительно триглицеридов, воды. Применение этих технологий лежит на границе малых инвазивных технологий и пластической хирургии.

Шаги прогресса в лазерной эстетической медицине

Шаги прогресса в эстетической медицине наиболее заметны, и вот уже не новость совмещение нескольких длин волн в один импульс, уже реалии дня – применение пикосекундного лазера в косметологии. Даже пусть не новое понятие — модуляция частоты импульса, но с определенными характеристиками и длиной волны, — приносит нам успех в лечении грибковых поражений кожи и её придатков.

Благодаря этому, список методик расширился:

• лазерное удаление татуировок, перманентного татуажа, нежелательной пигментации;
• лазерное лечение онихомикозов, ониходистрофий.

Пикосекундный лазер, единственный в мире, запущен в применение в дермато-косметологии в 2013 году. Он способен за 1-3 сеанса удалить любой пигмент на любом участке тела, без повреждения биоткани. Рабочим веществом этого лазера является александрит, уникальность и прорыв в будущее дала именно в длительность импульса – пикосекунды! Это 10 -12 от секунды, предыдущая популярная длительность в этих методиках была 10 -9 от секунды. Пикосекундное воздействие — это запредельная скорость выброса лазерной энергии в ультракороткое время. Возникает фотоакустическая механическая волна, разрывающая молекулярные связи в полимере пигмента, затем эти микро-микромаленькие частицы пигмента заглатываются фагоцитами и удаляются с обработанного участка.

Лечение грибка ногтевых пластин (онихомикоза), нарушений роста и формирования ногтевых пластин стали возможны с 2013 года благодаря другому технологическому прорыву. Применение так называемых «пачек» импульсов с определенной длительностью, со строго заложенной паузой между импульсами в «пачке» и временным интервалом следования «пачек» импульсов, дало ту самую селективность в отношении грибка. При этих разработанных и клинически подтвержденных параметрах излучения происходит разрушение мицелия грибка за 1- 3 применения. Сопровождается процесс уничтожения грибковой микрофлоры стимуляцией трофики и репарации ногтевой пластины и тканей, ее окружающих.

Стоит еще в новинках отметить технологию сочетания в один импульс двух и более длин волн. Наиболее успешно и обосновано ее применение с целью удаления нежелательных волос, сосудистых патологий.

Технология смешения или мультиплексирования применяется с 2010-х годов. При применении смешения двух длин волн в один импульс, благодаря физическому явлению гиперхромизма (увеличивается энергия большей длины волны, за счет поглощения меньшей), появилась возможность увеличить селективность воздействия.

Так, с применением данной технологии относительно двух длин волн 755 нм и 1064 нм, стало возможным работать по любому фототипу кожи с любым сочетанием цвета и текстуры волос одним аппаратом. Сочетание длин волн 584 нм и 1064 нм в одном импульсе принесло широкие возможности удаления сосудистой патологии, независимо от скорости потока в сосуде, от глубины залегания, от процентного состава насыщения оксигемоглобином крови в сосуде. Теперь достигнута возможность удалять любую сосудистую патологию телеангиоэктазии, пламенеющий невус, варикозно расширенные вены нижних конечностей тела, куперозные сосуды лица и т.д., имея в наличии один аппарат, с технологией мультиплексирования «нужных» длин волн.

Работы по исследованию воздействия ведутся далее. Клинически апробируются, разрабатываются новые технологии физических приспособлений в технике, чтобы упрощать специалистам работу, снижать побочные эффекты, расширять спектр применения лазерного излучения.

Конечно, позволить себе такие масштабные исследования и преемственность инженеров-разработчиков с врачами клиницистами, исследователями, могут только большие корпорации. Ведь под одной «крышей» должны объединиться конструкторские бюро и клинические базы, с достаточным количеством наблюдений и хорошей диагностической базой. Это объясняет тот момент, что на рынке представлена лазерная техника разного уровня развития и технически, и технологически.

Хочется так же посоветовать не экономить при выборе лазерных аппаратов: лазер за 5 тысяч долларов не может быть таким же, как за 160 тысяч долларов.

Самое главное, при сходстве названий по активному рабочему веществу, даже при совпадении параметров, важно знать, что за легкодоступностью цены часто скрывается ненадежность и неспособность длительности работы на нужных параметрах, и к сожалению, некачественность, что грозит большими рисками и осложнениями в работе.

В заключении обращу внимание на подготовку специалистов, желающих применять в своей деятельности лазерные технологии. Легкодоступность аппаратов с лазерными технологиями порой вызывает легкомыслие в отношении к ним. Чтобы понимать глубину, широту, зависимость всех явлений и эффектов прямых и косвенных, которые вызывает лазерное излучение при соприкосновении с биотканью и всем организмом в целом, нужно пройти курсы тематического усовершенствования. Очень часто неразумный подход к лазерным технологиям вызывает негативную реакцию, как у специалиста, применяющего их в работе, так и у пациента, получающего в процедуре лазерное излучение. Ответ бывает прост – не так, не туда, не с теми параметрами, все это от очень поверхностного понимания многогранности процессов, происходящих от набранных параметров.

Фирмы — поставщики лазерного оборудования проводят обучение, но это обучение содержит навыки работы на поставляемом оборудовании и сводится исключительно к ознакомлению с техническими особенностями аппарата, примерными методиками воздействия. Поймите одно – поставщики оборудования не обязаны вас учить! Не могут это делать, даже при условии, что клинические тренеры компании — сертифицированные специалисты, они не имеют возможности, да и юридических прав вести преподавательскую деятельность.

Чтобы избежать ошибок, негатива в применении таких современных технологий, чтобы уметь грамотно составлять программы сочетания в курсе различные технологий, рекомендуется обучиться на курсах по «Лазерной медицине в косметологии» на кафедрах эстетической медицины или лазерной терапии РУДН, на сертифицированных курсах повышения квалификации при ГНЦ Лазерной медицины МЗСР РФ, на кафедре физиотерапии факультета повышения квалификации медицинских работников СЗГМУ им. И.И. Мечникова. Либо в других ближайших к вам медицинских ВУЗах, имеющих сертифицированные курсы повышения квалификации специалистов. Обучаться на таких курсах имеют право лица с высшим и средним медицинским образованием. На основании действующего законодательства, допуск к приборам с лазерным излучением имеют лица, годные по состоянию здоровья, старше 18 лет, имеющие средне-специальное или высшее медицинское образование, с усовершенствованием по лазерным технологиям.

Лечение лазером

Терапевтическое лечение лазером без операции. Лечение лазером в домашних условиях. Эффективность лазерного лечения подтверждена многочисленными клиническими испытаниями. Показания и противопоказания, методики и результаты лечения лазером по некоторым областям медицины и заболеваниям.

Лечение лазером
Лечение лазером показания
Эффективность лазерного лечения
Лечение лазером противопоказания
Лечение лазером в домашних условиях
Аппараты лазерного лечения

Лечение лазером

В медицине лазеры используются в хирургии (высокоинтенсивное лазерное излучение) и терапии (низкоинтенсивное лазерное излучение). В данной статье рассмотрено терапевтическое лечение лазером.

Лечение лазером регулирует метаболизм, микроциркуляцию, иммунитет, повышает сопротивляемость организма инфекциям, физическим и психическим перегрузкам. В правильно подобранных дозах лечение лазером безвредно. Принципиальная особенность метода — дозированное целенаправленное низкоинтенсивное воздействие.

Под влиянием низкоинтенсивного излучения изменяются клеточные мембраны и внутриклеточные образования, что приводит к увеличению активности транспорта веществ через мембрану и усилению основных биоэнергетических процессов, то есть лечение низкоинтенсивным лазером оказывает выраженное регенеративное, трофическое, обезболивающее и противовоспалительное действие.

Лечение лазером показания

Перечень основных заболеваний, включающий более 200 болезней и проблем , связанных со здоровьем, где лечение лазером показало практическую эффективность, наглядно демонстрирует исключительный диапазон применения, а, следовательно, и необходимость для широкого круга пользователей. Терапевтическая широта лечения лазером и простота  использования позволяют переходить от узкоспециаизированного лечения отдельных органов к комплексному воздействию на различные системы организма. В последнее время сфера применения лазерного лечения расширилась в области косметологии и спортивной медицины. Подробнее показания лечения лазером

Эффективность лазерного лечения

В таблицах представлены данные собранные из таких организаций как: РАМН, М3 РФ и негосударственными медицинскими центрами России, среди них:

• Московский НИИ педиатрии и детской хирургии М3 РФ;
• Московская городская детская клиническая больница №9;
• Московский областной НИИ акушерства и гинекологии;
• Московская медицинская академия им. И. М. Сеченова;
• Военно-медицинская академия, г. Санкт-Петербург;
• Российская медицинская академия последипломного образования;
• Центральная клиническая больница им. С. М. Боткина, г. Москва;
• Российский онкологический научный центр им. Н. Н. Блохина РАМН, г. Москва;
• Российский Университет Дружбы Народов;
• Московская городская клиническая больница №29;
• Государственный научный центр лазерной медицины М3 РФ, г. Москвы;
• Главный военный госпиталь им. Н. Н. Бурденко, г. Москва;
• НИИ детской гематологии М3 РФ, г. Москва; и др…

Источник: Ассоциация «Квантовая медицина»

Лечение лазером противопоказания

Как и все физиопроцедуры, лечение лазером имеет ограничения, связанные с состоянием здоровья и наличием сопутствующих болезней. Лечение лазером не при меняется при новообразованиях, болезнях крови и кроветворных органов и при врожденных пороках развития и хромосомных нарушениях. Для ряда заболеваний нельзя лечиться лазером самостоятельно, процедуры должны проводиться под контролем врача. Перечень противопоказаний для лечения лазером.

Лечение лазером в домашних условиях

Для лечения лазером в домашних условиях не требуется медицинского образования. К каждому аппарату лазерной терапии прилагается подробное руководство, содержащее методики лечения заболеваний. Каждая методика содержит перечень областей воздействия при данном заболевании, а также параметры лечения, например, частота, мощность, время воздействия лазером. Популярные вопросы по лечению лазером в домашних условиях:

Аппараты лазерного лечения

Российская лазерная терапия занимает ведущее место в мире по номенклатуре выпускаемых аппаратов, широте исследований, глубине и объему методических разработок для лечения больных практически во всех областях современной медицины.

В большинстве аппаратов лазеротерапии, кроме низкоинтенсивного лазерного излучения, применяются и другие факторы лечения, например, постоянное магнитное поле, синий и красный свет, инфракрасное светодиодное излучение. Это связано с тем, что эффективность лазерного лечения повышается, когда короткоимпульсное ИК низкоинтенсивное лазерное излучение сочетается с другими факторами, такими, как непрерывным ИК-излучением светодиодов, постоянным магнитным полем, светодиодным излучением видимого спектра. В таких случаях говорят о видах лечения лазером: магнито-лазерная терапия, инфракрасная лазерная терапия, магнито-инфракрасная-свето-лазерная терапия и других.

Различные варианты сочетания этих факторов реализованы в аппаратах МИЛТА, РИКТА, УЗОР, МУСТАНГ, МАТРИКС, МУЛАТ, АЗОР, ОРИОН, ЛАЗМИК, ВИТЯЗЬ, МУРАВЕЙ.

Низкоинтенсивная лазерная терапия воспалительных заболеваний переднего отдела глаза | Абрамов М.В.

of the anterior eye segment
M.V. Abramov
Low level laser therapy is an important part of ophthalmology. Clinical examples of laser therapy inflammatory conditions of the anterior eye segment are considered in the article. Different theories of laser radiation action to the cells, and primary mechanism of cell respons are also discussed. The selection of the adequate dose is the basic problem in laser therapy. The individual approach to each patient in parameters selection gives the best results.

Примерно с середины семидесятых годов в офтальмологии начало формироваться принципиально новое направление в использовании лазерного излучения. Речь идет о применении малых энергий, не вызывающих видимых разрушений в облучаемых тканях. До этого основным принципом использования лазерного излучения являлось коагулирование тканей действием светового потока. Низкоинтенсивное лазерное излучение (НИЛИ) обеспечивает широкий спектр эффектов: антигипоксический, вазодилатационный, улучшение микроциркуляции и реологических свойств крови, стимуляция обменных процессов, факторов неспецифической защиты и гуморального иммунитета. НИЛИ благодаря неинвазивности, асептичности, безболезненности, высокой проводимости через глазные среды, кумуляции эффекта, а также многоплановому воздействию на ткани глаза нашло широкое применение в терапии воспалительных, дистрофических и сосудистых заболеваний глаза. В данном обзоре мы подробно рассмотрим противовоспалительные эффекты НИЛИ и возможные механизмы их реализации в терапии заболеваний переднего отрезка глаза.

Противовоспалительные эффекты НИЛИ

Об использовании маломощного гелий–неонового лазера (2мВт) при острых воспалительных заболеваниях переднего отрезка впервые сообщила Семенова Г.С. и соавт. [1]. Под их наблюдением находилось 249 больных с кератитами различной этиологиии, иридоциклитами инфекционного и травматического генеза. В данной работе за счет уменьшения диаметра светового пятна до 50 мкм впервые опробован пунктальный метод воздействия конкретно на очаг поражения, т.е. в зоне инфильтрации при кератитах, в зоне свежего рубца или проекции цилиарного тела на склеру при иридоциклитах. Делается вывод о том, что лазерстимуляция в комплексном лечении данной патологии сопровождается снятием болевого синдрома, понижением чувствительности роговицы, противовоспалительным, гипотензивным эффектом. Каких-либо отрицательных влияний лазерстимуляции не наблюдалось.

Другое сообщение относится к применению рубинового лазера (0,69 мкм) с расфокусированным лучом, для уменьшения плотности потока мощности [2]. Лазерстимуляция проведена 38 больным с различными заболеваниями роговицы: рецидивирующими заболеваниями роговицы, торпидными бактериальными язвами. Проводилось по 20 аппликаций в течение 2 минут, число серий от 3 до 10, интервал 1–2 дня. В результате лечения отмечался положительный эффект у всех больных, особенно у группы с герпетическими кератитами: уменьшение болевого и роговичного синдромов, эпителизация дефектов и резорбция инфильтрата. Столь же благоприятными были результаты терапии у больных с торпидными бактериальными кератитами. Авторы делают вывод об эффективности рубинового лазера в лечении кератитов различной этиологии.

В работе В.В. Волкова [3] ставится вопрос выбора лазера при лечении заболеваний переднего отдела глаза. Задачей исследования было выработка рекомендаций, которые позволили бы использовать лазер с наименьшей энергией и наиболее результативно. Было исследовано влияние аргонового иттерий–эрбиевого, моноимпульсного рубинового и неодимового лазеров при герпетических и язвенных кератитах, дистрофиях роговицы, новообразованиях радужки и другой патологии. Несмотря на то, что все лазеры работали в режиме коагуляции, данная работа представляет интерес с точки зрения выявления спектров поглощения лазерного излучения тканями глаза. Установлено, что для иттерий–эрбиевого лазера (1,54 мкм) ткань роговицы непрозрачна, поэтому, изменяя энергию, легко дозировать глубину воздействия. Сине–зеленое излучение аргонового лазера оказалось более эффективно при воздействии на пигментный эпителий радужки и пигментированные новообразования.

Создание многокомпонентного лазерного офтальмокомбайна Лиман–2 позволило изучить влияние тех же лазеров в режиме стимуляции [4]. При воспалительных заболеваниях роговицы (вирусной и бактериальной этиологии) все применяемые виды лазеров оказывали положительный эффект. Однако стимуляция роговицы излучением видимого диапазона аргонового и рубинового лазеров может вызвать уменьшение плотности эндотелия за счет температурных колебаний и турбулентного тока внутриглазной жидкости [37, 5]. Авторы делают вывод о преимуществе иттерий–эрбиевого лазера (ИК диапазон) при лечении разных форм патологии роговицы, не исключая правомерность выбора других источников лазерного излучения, особенно гелий–неонового лазера.

Для реабилитации больных после травм и глазных операций, с целью купирования воспалительного процесса в переднем отрезке глаза была предложена лимфостимулирующая лазерная терапия, основной целью которой является интенсификация региональной лимфатической системы [6]. В качестве лазерного источника использован гелий–неоновый лазер мощностью 0,05–5 мВт/см2, экспозиция 1–5 минут, курс 7–15 сеансов. Воздействие производилось на область очага воспаления, в зонах проекции глаза и лимфатической системы на радужке, на акупунктурные точки, предушные лимфоузлы и сосцевидный отросток. Сообщается о высокой эффективности данного метода: у 98% из 380 больных наблюдался выраженный противовоспалительный эффект, улучшались зрительные функции.

Особый интерес вызывает лазерная коррекция фибриноидного синдрома. Известно, что фибрин в полости глаза стимулирует миграцию клеток пигментного эпителия и вызывает их трансформацию в фибробластоподобные клетки, с последующим формированием контрактильных мембран. В связи с этим интересна работа В.В. Новодережкина [7] о применении ИАГ–лазера для дисцизии фибриноидных масс, устранения пигментных наложений расфокусированым пучком, лазерной деструкции остатков хрусталиковых масс после экстракции катаракты. К сожалению, в современной литературе отсутствует информация о направленном применении низкоинтенсивных лазеров для купирования фибриноидного синдрома.

Механизмы действия лазерного излучения на клетку

В настоящее время не вызывает сомнения эффективность НИЛИ при воспалительных заболеваниях глаза. Однако первичные механизмы действия лазерного излучения на клетку остаются пока не совсем понятными и обсуждаются только на уровне гипотез.

В настоящее время в литературе рассматривается несколько предположений о механизме стимулирующего действия НИЛИ: реактивация металлсодержащих ферментов, взаимодействие с компонентами цепей переноса электронов, неспецифическое влияние на биополимеры, неспецифическое влияние на структуру воды, фотодинамическое действие. Рассмотрим, каким образом данные гипотезы объясняют механизмы терапевтических эффектов НИЛИ.

Согласно одному из предположений акцепторами излучения гелий–неонового лазера, способными поглощать свет с длинной волны 632,8 нм, могут быть железо– и медьсодержащие ферменты, такие как супероксиддисмутаза, каталаза, церулоплазмин [8]. Инактивация данных энзимов наблюдается при состояниях, связанных с ишемией, гипоксией, воспалением. Суть гипотезы заключается в реактивировании важнейших металлсодержащих ферментов лазерным излучением. В работе Е.А. Горбатенковой и соавт. [9] cообщается, что при облучении светом гелий–неонового лазера происходит реактивация супероксиддисмутазы, предварительно инактивированной в кислой среде. Ряд авторов считают, что важную роль в абсорбции излучения гелий–неонового лазера играет гемсодержащий фермент каталаза, у которого хромофорная группа в активном центре имеет в области 628 нм один из максимумов поглощения энергии. При облучении в молекуле каталазы происходит структурная перестройка, ведущая к активации фермента. Данная гипотеза объясняет противовоспалительные эффекты НИЛИ. Известно, что супероксиддисмутаза и каталаза способны перехватывать активные формы кислорода, которые участвуют в развитии воспалительного процесса.

Суть гипотезы, предложенной Т.Й. Кару [10] о взаимодействии лазерного излучения с компонентами цепей переноса электронов, сводится к тому, что акцепторами излучения красного и ближнего инфракрасного спектра в организме человека могут быть цитохромы a и a3 и цитохром-с–оксидаза. Механизм действия лазерного излучения в рамках этой гипотезы подразумевает такую последовательность событий: при гипоксии в условиях недостатка кислорода происходит восстановление ферментов-переносчиков дыхательной цепи и падение трансмембранного потенциала митохондрий – важнейшей внутриклеточной гомеостатической константы. Лазерное излучение приводит к реактивации этих ферментов, что ведет к запуску ряда первичных механизмов: возрастанию трансмембранного потенциала, генерации супероксида, усиленной генерацию синглетного кислорода и др. В свою очередь, идет запуск вторичных (темновых) клеточных механизмов, наиболее интересные из которых связаны с активацией факторов транскрипции (редокс–регулируемые факторы NF–kB и AP–1), Са2+, цАМФ и др.

Основные положения гипотезы о фотодинамическом действии НИЛИ [11] можно представить следующим образом. Акцепторами лазерного излучения в красной области спектра являются эндогенные порфирины. Содержание порфиринов в организме увеличивается при многих заболеваниях и патологических состояниях человека. Порфирины, поглощая световую энергию НИЛИ, индуцируют свободнорадикальные реакции, приводящие к увеличению ионной проницаемости, в том числе и для ионов Са2+, что приводит к увеличению продукции различных биологически активных соединений (оксид азота, супероксидный анион-радикал, гипохлорит–ион и др.). Некоторые из них вызывают бактерицидный эффект, а также способны влиять на микроциркуляцию крови. Например, оксид азота является предшественником фактора, расслабляющего сосуды, который приводит к вазодилатации и улучшению микроциркуляции, что служит основой для большинства благотворных клинических эффектов лазерной терапии.

Авторы гипотезы о неспецифическом влиянии НИЛИ на биополимеры [12] считают, что облучение светом гелий–неонового лазера приводит к изменению заряда белков крови, их конформационного строения и функционального состояния, а в итоге – к изменению процессов, в которых эти белки участвуют. В данном случае не совсем понятно, что же является акцептором лазерного излучения. Кроме того, авторы не описывают физиологические эффекты НИЛИ, возникновение которых может быть объяснено в рамках этой гипотезы.

Авторы предположения о неспецифическом влиянии лазерного излучения на структуру воды [13] считают, что НИЛИ изменяют кластерную структуру воды. Из самых общих соображений можно предположить, что в результате изменяются гидрофобные взаимодействия белков, а следовательно, и процессы, в которых эти белки участвуют. Основным недостатком этой гипотезы является отсутствие эксперементальных доказательств как in vivo, так и in vitro.

Итак, наиболее продуманными и подтвержденными экспериментально в настоящее время являются гипотезы, опирающиеся на наличие специфических акцепторов лазерного излучения в клетках – так называемых хромофоров.

Несмотря на накопленный довольно большой клинический и экспериментальный материал, необходимо признать, что в качестве монотерапии воспалительных состояний НИЛИ еще не заслужило полного доверия врачей–клиницистов. Во многом это связано с нестабильностью результатов лечения у разных больных, лазеротерапия которым проводилась по одной схеме. Здесь необходимо остановиться на ключевом вопросе определяющем конечный эффект лечения, а именно выборе режимов лазерстимуляции.

Проблема оптимизации лазерного воздействия

Проблема оптимизации лазерного воздействия, то есть выбора наиболее адекватных параметров излучения, является первостепенной в лазерной терапии. Сложность ее обусловлена как большим количеством самих параметров (длина волны, частота импульсов, мощность, когерентность, поляризация, время воздействия и др.), так и не вполне понятной ролью каждого из этих параметров в конечном терапевтическом эффекте.

Т. Кару [38] и В.И. Козлов [14] считают, что определяющими конечный эффект характеристиками лазерного излучения являются длина волны, доза и интенсивность. Если верить гипотезе о первичных акцепторах лазерного излучения – хромофорах, необходимо признать, что длина волны является важнейшим параметром НИЛИ. Подтверждение прямой зависимости биологического эффекта от длины волны показано в большом количестве работ [15,16,17]. Тем не менее И.М. Байбеков с соавт. [18], опираясь на собственные результаты и данные литературы, утверждают, что «не установлена какая-либо корреляционная связь между биоэффектом и длиной волны». На основании данных сравнительного анализа разных видов лазерных генераторов (гелий–неоновый 632,8 нм, на парах меди 510,6 нм, азотный 337,6 нм, полупроводниковый 890 нм) авторы считают, что глубина морфологических изменений в тканях зависит не от длины волны, а от спектральных характеристик излучения. В связи с наличием в литературе противоречивых данных о роли длины волны лазерного излучения в стимуляции биологических процессов решенным этот вопрос считать нельзя.

Одно из самых коварных свойств НИЛИ – резкая зависимость величины и даже знака эффекта от дозы облучения и функционального состояния облучаемого обьекта. Любая функциональная система на уровне клетки и ткани работает на низком энергетическом уровне, вследствие чего избыток подведенной энергии не повышает, а наоборот, угнетает ее функцию [23,41]. Терапевтические эффекты НИЛИ наблюдаются в относительно небольшом диапазоне мощностей – от 0,1 до 10 мВт (редко более 200 мВт) для непрерывного и от 1 до 10 Вт для импульсного режимов. Кривая зависимости биоэффектов от дозы облучения (закон Арндта–Шульца) имеет колоколообразную форму [42]. В первой фазе – фазе адаптации наблюдается усиление ответной реакции на увеличение дозы, затем идет фаза снижения ответной реакции, и последняя фаза – угнетение физиологических реакций. Оптимальным для стимуляции является диапазон доз первой фазы (фазы оптимума) [19]. Однако конкретные значения дозы для каждого облучаемого обьекта строго индивидуальны и зависят от исходного состояния, которое, по мнению Т.Й. Кару, определяется редокс–потенциалом клетки [39]. Данная гипотеза была предложена на основе экспериментов, в которых редокс–потенциал клетки до облучения изменяли при помощи различных химикатов. В тех случаях, когда редокс–потенциал был значительно снижен (большое количество ферментов-переносчиков дыхательной цепи находится в восстановленной форме), эффект биоактивации был несущественным. При менее пониженном редокс–потенциале после лазерной терапии окислительно–восстановительный потенциал возрастал до нормы, что и обусловливало существенное восстановление функциональной активности.

Рассмотренный механизм редокс–регуляции метаболизма клетки позволяет обьяснить некоторые противоречия эффектов НИЛИ. Это, во–первых, величина эффекта облучения. В литературе можно найти описание существенных эффектов и менее значимых, а также документировано полное их отсутствие на одной и той же модели исследования при использовании одного и того же лазера. Это противоречие может быть объяснено разницей исходных редокс–потенциалов, а следовательно, и разными режимами облучения, необходимыми для их восстановления.

Было бы ошибкой полагать, что увеличение дозы облучения при отсутствии положительной динамики может стать решающим фактором в получении конечного эффекта [40,20,21]. Следует помнить о возможности смещения клеточного метаболизма в фазу угнетения физиологических реакций. Здесь, вероятно, следует руководствоваться указанием И.П. Павлова: «Не подлежит сомнению, что дозировка имеет гораздо большее значение вниз, чем вверх. Вся штука в варьировании дозировок вниз» [22]. Видимо, увеличение дозы с целью достижения лучшего эффекта – последний параметр варьирования в огромном арсенале средств врача.

Основной задачей лазеротерапии является выбор таких параметров воздействия, методологии и тактики лечения, при которых обеспечивается максимальный лечебный эффект. Несомненно, что эти параметры индивидуальны для каждого больного, каждого вида патологического процесса, тем не менее можно выделить несколько практических рекомендаций, позволяющих повысить эффективность лазерной терапии.

1. Сочетанное применение нескольких длин волн НИЛИ. Сначала воздействовать более коротковолновыми лазерами (например, синим или зеленым), а через 5–7 минут – красным или инфракрасным. Наиболее эффективно воздействие на организм когерентного, поляризованного лазерного излучения [24–27, 43–45].

2. Применение коротких светопроводящих насадок позволяет максимально сохранить важнейшие физические свойства НИЛИ.

3. Совмещать во времени и пространстве несколько однонаправленных лечебных факторов (например, субконъюнктивальное, инстилляционное введение препарата сочетается с лазерным воздействием на эту область).

4. Применение зеркальных и магнитолазерных насадок позволяет значительно повысить терапевтическую эффективность, снизить максимально поглощенную дозу излучения.

5. Использовать преимущественно импульсное НИЛИ. Это позволяет получить терапевтический эффект при значительно более низких дозах, чем при использовании непрерывного НИЛИ [28–31].

6. Учитывать биоритмы пациента (хронобиологический подход). Процедуры лазерной терапии необходимо проводить ежедневно в одно и то же время; курсовое воздействие позволит развить и закрепить лечебный эффект (на курс 8–12 процедур) [32–35, 43].

7. Применять биосинхронизированную лазерную терапию. Многие исследователи полагают, что эффективность лазерной терапии может быть повышена подбором частоты излучения, совпадающей с биологическими частотами организма. Обычно используются два основных ритмоводителя – частота сердечных сокращений и частота дыхания [36,46,47].

Оптимизация параметров воздействия НИЛИ является одним из основных вопросов, конечная цель которых – достижение максимальной эффективности лечения. Исследования в этом направлении продолжаются. Поскольку в настоящее время не существует универсальной и безотказной схемы лечения с применением НИЛИ, то понимание определенных закономерностей взаимодействия лазерного излучения с клеткой, частично раскрытых в данной статье, необходимо для наилучшего разрешения возникающих проблем в ходе использования НИЛИ.

Литература

1. Г.С. Семенова Офтальмологический журнал 1982 №4 с201–203

2. Е.С. Либман Офтальмологический журнал 1982 №4 с204–206

3. В.В. Волков Офтальмологический журнал 1985 №8 с245–459

4. Е.С. Либман Офтальмологический журнал 1985 №8 с259–263

5. Большунов А.В. Лечение герпетического кератита лазером М. 1983 с 15–20

6. Панков О.П. Низкоинтенсивная лазерная терапия М 2000 с 647–648

7. Новодережкин В.В. Клиническая офтальмология Том 2 2001 №3

8. Зубкова С.М., Лапрун И.Б. //Научн. Докл. Высш. Школы. Биол. Науки.–1981.– 4 с. 24–31

9. Горбатенкова Е.А., Владимиров Ю.А.//Бюл. Экспр. Биол.– 1989 Т. 108 № 4– с. 188–190.

10. Кару Т.И. Афанасьева Н.И. цитохром С оксидаза как первичный фотоакцептор при лазерном воздействии света видимого и ближнего ИК–диапазона на культуру клеток// Докл. АН 1995 Вып. 342 с 693–695.

11. Клебанов Г.И. Чичук Т.В. Биологические мембраны, 2001 том 18 №1 с 42–50

12. Генкин В.М. Новиков В.Ф. Парамонов Л.В. .//Бюл. Экспр. Биол.– 1989 Т. 108 № 4– с. 188–190.

13. Захаров С.Д Скорпионов С.А.// Лазеры и медицина.–М1989.–с 81–82

14. Козлов В.И. Взаимодействие лазерного излучения с биотканями// «Применение низкоинтенсивных лазеров в клинической медицине М.1997 »с 24–34

15. Жуков Б.Н. Лысов Н.А. Лазерное излучение в экспериментальной и клинической ангиологии. Самара Самарский дом печати 1996 с.168

16. Каплан М.А // Лазерная терапия – механизмы действия и возможности// 1–й международный конгресс «Лазер и здоровье» – Лимассо М.:» Фирма Техника» 1997 с. 88–92.

17. Ларюшин А.И. Илларионов В.Е.// Низкоинтенсивные лазеры в медико–биологической практике. Казань . Абак 1997 с. 276.

18. Байбеков И.М. Назыров Ф.Г. Морфологические аспекты лазерного воздействия–Ташкент Из–во Ибн–Сины 1996 с.208

19. Москвин С.В. Буйлин В.А. //Низкоинтенсивная лазерная терапия . Сборник трудов. Москва ТОО «Фирма Техника» 2000 с. 142

20. Буйлин В.А. // Низкоинтенсивная лазерная терапия с применением матричных импульсных лазеров– М: ТОО «Фирма Техника» 1996 с. 118

21. Илларионов В.Е. Концептуальные основы физиотерапии в реабилитологии ( новая парадигма физиотерапии). М. ВЦМК «Защита», 1998 с. 96

22. И.П. Павлов // Павловские клинические среды, Т.1 1954 с.79

23. Обросов А.Н. О теориях рефлекторного механизма действия физических факторов и функциональных систем организма.// Вопр. Курортол–1985.№3 с 46–48

24. Минаев В.П. О возможном механизме влияния когерентности лазерного излучения на взаимодействие с биотканью при низкоинтенсивной лазерной терапии.// Использование лазеров для диагностики и лечения заболеваний: Научн. Инф сбор./ Прилож. к билл»Лазер–информ» М. 1996 с 5–7

25. Инюшин В.М. Чекуров П.Р.// Биостимуляция лучом лазера и биоплазма.– Алма–ата: Казахстан 1975 с.120

26. Александров М.Т. Александрова С.С. Воробьев С.В. Эксперементально–теоретическое обоснование комбинированногоприменения лазерного излучения с длинной волны 0,63 и 0,89 мкм// Новое в лазерной медицине и хирургии Ч.2 Переславль–Залесский, 1990 с 18–20

27. Топка Э.Г. Карпусенко И.В.// Двухлетний опыт работы центра лазерной хирургии// Матер. Междунар. Конф «Клиническое и эксперементальное применение новых лазерных технологий. Москва–Казань 1995с 459–460

28. Каримов М.Г Русяев Н.Н. Лазерная терапевтическая установка с импульсной амплитудной модуляцией // Новое в лазерной медицине и хирургии Ч.2 Переславль–Залесский, 1990 с 272–274

29. Земцев И.З Лапшин В.П. Механизмы очищения поверхности биомембран от токсических веществ при лазерном облучении крови и других биотканей.// Матер междун. Конф. « Новые направления лазерной медицины М.:1996. С 323–325

30. Жаров В.П. Роль микроциркуляции в сочетанной физиомедикаментозной терапии// Матер. Междунар. Конф по микроциркуляции. Москва–Ярославль с.223–225

31. Евстигнеев А.Р. О возможном механизме действия импульсного излучения полупроводниковых лазеров на биоткани.// Физ. Мед 1996Т.5 №1–2 с 8

32. Нефедов е.И. Протопопов А.А. Взаимодействие физических полей с веществом Тула: Изд–во Тул ГУ, 1995 с 179

33. Суворов Н.В. Трубачев В.В. Адаптивное регулирование клеточной активности в ходе эксперемента с обратной связью// Матер. 4–й всесоюзной конференции биологическая и медицинская электроника Ч.2 Свердловск 1972 с 18–19

34. Козлов В.И. Буйлин В.А.// Основы лазерной физио и рефлексотерапии Самара Киев Здоров’я 1993 с.216

35. Корытный Д.Л. Использование излучения Не–Nе лазера в стоматологии// Материалы всесоюзной конференции «Применение методов и средств лазерной техники в биологии и медицине» Киев 1981 с 91

36. Баевский Р.М. Кириллов О.И. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе М.: Наука 1984 с 221

37. Hong C.,Kitazawa Y. Jap J. Ophthalm.,1983,27,4,567–574

38. Karu T. Photobiological fundamentals of low–power laser therapy// The 1–st international congress Limawssol ,1997–P.207–210

39. Karu T.J. Photobiology of low–power laser effects// Health Phys. 1989–Vol56.–P.691–704

40. Javurek J. Fototerapie biolaserem// Praha, GRADA Publishing,1995–201

41. Bahr F. Grudsalzliches zur laser anwendung in der Akapunctur// Der akapuncturarz1986 Bd 3 59–66

42. Ohshiro T, Calderhead R.G. Low level laser therapy // A practical introduction.–Chichester–New York– Brisbene, 1988.–p.141

43. Tuner J Hode L. Laser therapy indentistry fnd medicine .– Stocholm., Sweden .,Prima Book–1996 p236

44. Bihari J. Mester A.// Laser therapy–1989–Vol 1(2) P.97

45. Tomson A., Skinner A.// Physiotherapy( twelfth edition) .–London–Butterworth– Heinemann Ltd., 1991– P.501

46. Katila T., Maniewski R. Magnetic measurement of cardiac volume changees–IEEE Trans//Biomed Eng 1982 Vol BME–29№1 –p/16

47. Wirswo J., Opfer J. Observation of human cardiac blood flow// AIP Conf.Proc 1974 Vol. 18 p.1335

.

Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на заживление ран у диабетических крыс

Цель. В этой статье изучалось влияние излучения низкоинтенсивного полупроводникового лазера с длиной волны 630 нм и мощностью 3,6 Дж / см ² (LISL) на заживление ран у крыс с диабетом. Методы. 36 диабетических крыс с дорсальными кожными иссеченными ранами были случайным образом разделены на три группы LISL и контрольную группу. Три группы LISL облучали LISL при 5, 10 и 20 мВт / см ² пять раз в неделю в течение двух недель, соответственно.Процесс заживления ран оценивали путем определения уровня глюкозы в крови, расчета процента закрытия раны, гистопатологической оценки и иммуногистохимического анализа. Результаты. Уровень глюкозы в крови всех групп оставался на одном уровне на протяжении всего эксперимента. Очевидно, что LISL может способствовать сокращению раны, пролиферации фибробластов и синтезу коллагена, изменять экспрессию bFGF и TGF- β 1 и уменьшать воспалительную реакцию в ранней и средней фазах хронического процесса заживления ран.Однако LISL не мог сократить время заживления, и эффекты лечения не были чувствительны к параметрам освещения на более поздней стадии эксперимента. Выводы. LISL может иметь вспомогательные эффекты на ранней и средней фазах заживления ран у крыс с STZ-индуцированным диабетом, но правило взаимности может не соблюдаться. Процесс заживления ран у крыс с ранней стадией диабета демонстрирует типичные характеристики самоограничивающегося заболевания.

1. Введение

Диабет — это сложное метаболическое заболевание, затрагивающее многие органы и системы организма, которое может разрушить жизнь пораженных людей [1].По оценкам, глобальная распространенность диабета достигнет 6,6% (285 миллионов человек) в 2010 году, а количество людей с диабетом увеличится до 438 миллионов или 7,8% населения мира к 2030 году [2]. Нарушение заживления ран — осложнение диабета и серьезная проблема в клинической практике [3]. У 15% людей с диабетом разовьются язвы и раны стопы, а у 3% будет ампутация нижних конечностей [4, 5].

Фотобиомодуляция (PBM) — это модуляция лазерного излучения (LI) или монохроматического / широкополосного света на биосистемы, которая стимулирует или подавляет биологические функции, но не приводит к непоправимым повреждениям.LI, используемый в PBM, всегда имеет низкую интенсивность — LI (LIL), ~ 10 мВт / см ² . Однако LI средней интенсивности (MIL), 10 ^{2 ~ 3} мВт / см ² , относится к PBM, если время облучения не настолько велико, что оно повреждает органеллы или клетки.

В последние годы PBM получил значительное признание и важность среди методов лечения различных медицинских проблем, включая процессы заживления ран, скелетно-мышечные осложнения и обезболивание [6–8]. Во многих публикациях сообщалось, что PBM может способствовать процессу заживления, уменьшая боль и воспаление, способствуя пролиферации клеток, облегчая синтез коллагена, укрепляя иммунитет и увеличивая прочность на разрыв раны [4, 8–12].

Значительное количество исследований показывает, что PBM с соответствующими параметрами лечения может способствовать заживлению хронических ран у диабетических крыс [13–15]. LI при 630 нм в видимой области красного света обычно считался оптимальной длиной волны, но на диабетических крысах также наблюдались значительные положительные эффекты LI при 532, 810 и 980 нм [4]. Диапазон вариантов удельной мощности значительно варьировался (от LIL до MIL). Стоит отметить, что недавнее исследование Akyol и Güngörmüş [8] показало, что 808 нм MIL при 100 мВт / см ² оказывает положительное влияние на раннее восстановление кожных разрезов у ​​самок крыс Wistar с диабетом, индуцированным стрептозотоцином (СТЗ). .Были значительные различия между группой MIL и контрольной группой как в отношении реэпителизации, так и воспаления на 10-й день. Однако на 20-е сутки различия исчезли как в воспалении, так и в реэпителизации. Это типично для самоограничивающегося заболевания, которое указывает на то, что рана раннего диабета может полностью зажить сама по себе. Подобное явление было отмечено в обычном процессе заживления ран [16, 17]. Недавнее исследование даже показало, что диабет также может быть самоограниченным, а патологии, лежащие в основе диабета, обратимы [18].

Целью нашей работы было изучение влияния низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛ) на заживление ран самцов крыс линии Вистар с СТЗ-индуцированным диабетом. Используя более подробные и всесторонние методы, чем в исследовании Akyol et al., Мы попытались глубже понять процесс заживления, проверить характеристики самоограничивающегося заболевания в процессе заживления ран и предложить соответствующую интенсивность при 3,6 Дж / см ² для дальнейшего изучения.

2. Материалы и методы

2.1. Животные

В этом исследовании использовали тридцать шесть самцов крыс линии Wistar массой 220–250 г из животноводческого помещения Института радиационной медицины Китайской академии медицинских наук. Во время исследования крыс содержали по 9 в клетке в контролируемых условиях окружающей среды (12-часовой цикл свет / темнота, температура 23 ° C) и им давали стандартный лабораторный корм и воду ad libitum .

2.2. Индукция диабета

Диабет индуцировали химически с использованием STZ (Sigma Co., США), 40 мг / кг, растворяли в цитратном буфере (pH 4,4) и вводили в виде инъекции в хвостовую вену всем крысам. Через семь дней после инъекции STZ уровень глюкозы в крови измеряли с помощью глюкометра и тест-полосок (One Touch Ultra; IifeScan Co., США), и всех крыс, которым инъецировали STZ, с уровнем глюкозы в крови 16,5 ммоль / л или более включали в исследование. протокол.

2.3. Хирургия ран

Перед операцией снова проверяли уровень глюкозы в крови каждой крысы. Каждую крысу анестезировали 10% хлоралгидратом (300 мг / кг) внутрибрюшинно.Волосы на спине всех крыс сбривали электрической машинкой для стрижки. Место операции было подготовлено в асептических условиях. На спине каждой крысы делали два разреза (квадрат 10 мм и 10 мм) с помощью стального скальпеля (номер Роквелла 15). Один разрез был выполнен на левой стороне спины, а другой — на правой.

2.4. Группы экспериментов и параметры лечения

Тридцать шесть крыс были случайным образом разделены на 4 группы: группа 5 мВт / см ² , группа 10 мВт / см ² группа, группа 20 мВт / см ² и контрольная группа. 9 крыс в группе.Исследование проводилось с использованием непрерывной полупроводниковой лазерной системы с длиной волны 630 нм, разработанной лабораторией лазерной медицины Института биомедицинской инженерии Китайской академии медицинских наук и Пекинского медицинского колледжа. Выходную мощность измеряли с помощью измерителя мощности лазера (SOLO PE; Gentec-EO Inc., Канада). Параметры лазерного лечения перечислены в Таблице 1. PBM был начат сразу после операции и повторен 5 раз в неделю в течение двух недель. Лазерный луч был направлен так, чтобы покрыть всю область раны, включая границы.

2.5. Уровень глюкозы в крови

Перед операцией и через 14 дней после ранения у каждой крысы проверяли уровень глюкозы в крови.

Средний уровень глюкозы в крови был представлен как среднее значение уровня глюкозы в крови ± SEM и сравнивался с тестом сопоставления.

2.6. Процент закрытия раны

Через 3, 6, 9 и 12 дней после ранения площади ран у всех крыс регистрировали с помощью стандартизированной фотографии и рассчитывали процент закрытия ран с помощью ImageJ (http://rsb.info. nih.gov/ij/). Процент закрытия раны рассчитывали по следующей формуле [19]: [(Площадь за 1 день — Площадь за X дней) / Площадь за 1 день] × 100%.Средний процент закрытия раны был представлен как средний процент ± SEM и сравнивался с однофакторным дисперсионным анализом ANOVA с пост-тестом Тьюки.

2.7. Гистопатологическая оценка

Через 4, 8 и 14 дней после ранения из каждой группы случайным образом выбирали по 3 крысы и умерщвляли ингаляцией эфира. Образцы ткани были окрашены гематоксилином и эозином, исследованы полуколичественным методом [10] для оценки следующих гистологических признаков: полиморфно-ядерные лейкоциты (PMNL), реэпителизация, фибробласты, новые сосуды и синтез коллагена.Срезы изучались двумя независимыми наблюдателями и оценивались по шкале от 0 до 4. Наблюдатели были ослеплены для изучения образцов. Средняя полуколичественная оценка была представлена ​​как средний балл ± SEM и сравнивалась с непараметрическим критерием Краскала-Уоллиса.

2,8. Иммуногистохимическая количественная оценка

Через 4, 8 и 14 дней после ранения образцы ткани фиксировали в течение 24 часов в 4% параформальдегиде, а затем помещали в парафин и делали срезы (продольный срез, перпендикулярный поверхности раны, 5 мкм м).Ткань депарафинизировали, регидратировали и блокировали подходящим блокирующим раствором. Ткань инкубировали при 4 ° C в течение ночи с антителом к ​​основному фактору роста фибробластов (bFGF) (SC-79; Santa Cruz Inc., США) или трансформирующему фактору роста β 1 (TGF- β 1) (SC- 146; Santa Cruz Inc., США) с последующей инкубацией со вторичным антителом при 37 ° C в течение 20 минут. Выберите 5 разделов на слайде, проанализируйте и прочтите иммуногистохимическую оценку (Image-Pro Plus; Media Cybernetics Inc., США) с использованием метода, модифицированного по сравнению с описанным Soslow et al. [20]. Средняя иммуногистохимическая оценка (IHS) была представлена ​​как среднее значение IHS ± SEM и сравнивалась с однофакторным ANOVA с пост-тестом Тьюки.

3. Результаты

3.1. Уровень глюкозы в крови

Не было существенной разницы среди крыс с диабетом, которые были случайным образом разделены на 4 группы в начале эксперимента (). Уровень глюкозы в крови оставался на одном уровне на протяжении всего эксперимента, без существенной разницы между значениями до и после PBM ().В конце эксперимента уровень глюкозы в крови всех крыс (как в контрольной группе, так и в трех группах PBM) все еще находился в патологическом диапазоне уровня глюкозы в крови (более 16,5 ммоль / л) без существенной разницы () (рис. 1).

3.2. Процент заживления ран

Через 3 дня после ранения только раны с плотностью 20 мВт / см ² закрылись значительно быстрее, чем контрольная группа (

.

Медицинское применение лазеров

.

% PDF-1.6
%
43 0 obj>
endobj

xref
43 86
0000000016 00000 н.
0000002577 00000 н.
0000002781 00000 н.
0000002905 00000 н.
0000002984 00000 н.
0000003054 00000 н.
0000003084 00000 н.
0000003172 00000 п.
0000003196 00000 п.
0000003264 00000 н.
0000003812 00000 н.
0000003939 00000 н.
0000004071 00000 н.
0000004181 00000 п.
0000004205 00000 н.
0000004334 00000 н.
0000004862 00000 н.
0000004974 00000 н.
0000004999 00000 н.
0000005799 00000 н.
0000006188 00000 п.
0000006213 00000 н.
0000007952 00000 н.
0000008143 00000 п.
0000010697 00000 п.
0000010833 00000 п.
0000010964 00000 п.
0000011856 00000 п.
0000011881 00000 п.
0000012763 00000 п.
0000012787 00000 п.
0000014334 00000 п.
0000014474 00000 п.
0000015801 00000 п.
0000017166 00000 п.
0000017293 00000 п.
0000017318 00000 п.
0000018294 00000 п.
0000019621 00000 п.
0000019753 00000 п.
0000020574 00000 п.
0000020598 00000 п.
0000021423 00000 п.
0000021448 00000 п.
0000021582 00000 п.
0000022987 00000 п.
0000024091 00000 п.
0000027404 00000 п.
0000027651 00000 п.
0000027719 00000 п.
0000028080 00000 п.
0000028340 00000 п.
0000028408 00000 п.
0000029194 00000 п.
0000029907 00000 н.
0000029975 00000 н.
0000037023 00000 п.
0000037276 00000 п.
0000037345 00000 п.
0000038133 00000 п.
0000038383 00000 п.
0000044838 00000 п.
0000056089 00000 п.
0000056336 00000 п.
0000057211 00000 п.
0000057458 00000 п.
0000057702 00000 п.
0000067116 00000 п.
0000067797 00000 п.
0000067866 00000 п.
0000068109 00000 п.
0000068178 00000 п.
0000076191 00000 п.
0000082917 00000 п.
0000083172 00000 п.
0000083241 00000 п.
0000083957 00000 п.
0000091215 00000 п.
0000091284 00000 п.
0000093937 00000 п.
0000094202 00000 п.
0000094271 00000 п.
0000094606 00000 п.
0000094632 00000 н.
0000095092 00000 п.
0000002016 00000 н.
трейлер
] >>
startxref
0
%% EOF

128 0 obj> поток
xb«b`XADb, * V00y0 + 3q3 T * Y: zX0 غ բ kFl -; {(
E; #! D | «` KӮηb) 7} ӎm ^ I ׫, kC; Q; W (r:) Eɡ ը + DG Τ.`Vd`a {ba1yӁ} M6ngt6s; vh
p; f99mw] M ~ nGsi / cl78 \ & b-h X} Z @ a

.

Низкоуровневая лазерная терапия уменьшает воспаление легких в экспериментальной модели хронической обструктивной болезни легких с участием рецептора P2X7

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) — прогрессирующее заболевание, характеризующееся необратимым ограничением воздушного потока, воспалением и ремоделированием дыхательных путей, а также увеличением альвеолярных пространств. . ХОБЛ входит в пятерку основных причин смерти во всем мире и требует высоких экономических затрат. Однако есть некоторые профилактические меры, снижающие риск развития ХОБЛ.Низкоуровневая лазерная терапия (НИЛТ) — это новая эффективная терапия с очень низкой стоимостью и без побочных эффектов. Итак, нашей целью было выяснить, снижает ли НИЛИ легочные изменения в экспериментальной модели ХОБЛ. Мышей C57BL / 6 подвергали сигаретному дыму в течение 75 дней (2 раза в день). После 60 дней воздействия дыма обработанная группа была подвергнута НИЛИ (диодный лазер, 660 нм, 30 мВт и 3 Дж / см ² ) в течение 15 дней и подвергнута эвтаназии для морфологического и функционального анализа легких. Наши результаты показали, что НИЛИ значительно снижают количество воспалительных клеток и секрецию провоспалительных цитокинов, таких как IL-1 β , IL-6 и TNF- α в жидкости бронхоальвеолярного лаважа (BALF).Мы также наблюдали, что LLLT снижает отложение коллагена, а также экспрессию пуринергического рецептора P2X7. С другой стороны, НИЛИ увеличивали высвобождение ИЛ-10. Таким образом, НИЛИ можно назвать перспективным терапевтическим подходом при воспалительных заболеваниях легких, таких как ХОБЛ.

1. Введение

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) является глобальной проблемой здравоохранения и, согласно прогнозам, к 2020 году станет третьей причиной смерти в мире [1]. Курение сигарет в настоящее время является основной причиной ХОБЛ, но недавние исследования описали значительную распространенность ХОБЛ среди никогда не куривших.Предполагаемые ежегодные затраты на ХОБЛ в США составляют 50 миллиардов долларов, и большая часть этих затрат связана с обострениями, требующими госпитализации [1, 2]. ХОБЛ характеризуется ограничением воздушного потока, которое не является полностью обратимым, обычно прогрессирующим и связано с аномальной воспалительной реакцией легких [3].

Низкоуровневая лазерная терапия (НИЛИ) клинически применяется с 1981 г. для лечения пациентов с воспалительными патологиями [4]. Это относительно новый и многообещающий подход с очень низкой стоимостью, без инвазивности и побочных эффектов.В научной литературе уже сообщалось противовоспалительный эффекты НИЛИ для лечения опорно-двигательного аппарата боли и боли, заживление ран, а также хронические и острые воспаления [5]. Кроме того, растет число клинических исследований, демонстрирующих эффективность и безопасность НИЛИ при различных заболеваниях легких, таких как астма и ХОБЛ [6, 7]. Например, некоторые исследования также показали, что применение НИЛИ для лечения пациентов с хроническим обструктивным бронхитом ускоряет устранение клинических симптомов, повышает его эффективность, способствует дренажной функции бронхов, способствует стандартизации иммунного статуса пациента. и способствует оптимизации перекисного окисления липидов [6, 7].

Внеклеточный АТФ недавно привлек внимание как опасный сигнал и важный медиатор воспаления через активацию пуринергических рецепторов типа P2X (P2X1 – P2X7) и P2Y (P2Y1, P2Y2, P2Y4, P2Y6 и P2Y11 – P2Y14). Во время гипоксии, травмы, инфекции или воспаления уровни внеклеточного АТФ могут заметно повышаться за счет активного или пассивного высвобождения из различных типов клеток, таких как эпителиальные клетки легких и воспалительные клетки [8, 9]. Нейтрализация АТФ или ингибирование пуринергических рецепторов может предотвратить вызванное дымом воспаление легких за счет снижения инфильтрации нейтрофилов и макрофагов и высвобождения провоспалительных цитокинов, таких как IL-1 β , MIP-2, CXCL1 / KC, IFN- γ , и IL-6 в жидкости бронхоальвеолярного лаважа (BALF) [10].

В этом исследовании мы приводим доказательства того, что НИЛИ эффективен в уменьшении воспаления легких, а также в производстве и отложении коллагена в паренхиме легких животных с ХОБЛ. Более того, данные свидетельствуют о том, что АТФ связан с патогенезом ХОБЛ, индуцированной сигаретным дымом, поскольку НИЛИ снижает экспрессию рецептора P2X7.

2. Материалы и методы

2.1. Животные

Самки мышей C57BL / 6 (вес 19–22 г, возраст 6–8 недель) были получены из Университета Нове-де-Юльо и содержались в 12-часовом цикле свет / темнота (свет включается в 7:00 a.м. ежедневно), с контролируемой температурой 21 ± 0,3 ° C и относительной влажностью 50 ± 4%, со свободным доступом к корму и воде для грызунов. Все эксперименты, проведенные в этом исследовании, были одобрены Комитетом по уходу за животными Университета Нове-де-Жульо.

2.2. Экспериментальная модель эмфиземы, вызванной сигаретным дымом

Воздействие сигаретного дыма на все тело проводили в соответствии с адаптированным протоколом, как описано ранее Peron et al. [11]. Вкратце, мышей подвергали воздействию сигаретного дыма 7 имеющихся в продаже сигарет (каждая из которых содержала 13 мг смолы, 1.10 мг никотина и 10 мг окиси углерода) в течение 75 дней, дважды в день, по 30 минут каждый сеанс. Животные, подвергавшиеся воздействию атмосферного воздуха, служили контролем. Все эксперименты проводились на 76-е сутки.

2.3. Протокол обработки низкоуровневым лазером

Использовался диодный лазер (мощность 30 мВт, плотность энергии 3 Дж / см ² при длине волны 660 нм). НИЛИ выполняли дважды в день, начиная с 60-го по 75-й день протокола воздействия сигаретного дыма. Через час после каждого сеанса воздействия сигареты диодный лазер наносили непосредственно на кожу, над трахеей и долями легких, на 30 секунд в каждой точке, используя пятно небольшого размера (0.785 см ² ). Животные были разделены на три экспериментальные группы: базальная (мыши, подвергшиеся воздействию окружающего воздуха), ХОБЛ (животные, подвергшиеся воздействию сигаретного дыма без НИЛИ) и ХОБЛ + НИЛИ.

2.4. Жидкость для бронхоальвеолярного лаважа

Мышей анестезировали и подвергали трахеотомии. Затем легкие промывали 3 раза 0,5 мл PBS каждый раз. Восстановительный BALF центрифугировали при 450, при 4 ° C в течение 15 минут. Фракцию супернатанта хранили при -80 ° C для дальнейшего анализа цитокинов, а осадок клеток ресуспендировали в 1.0 мл PBS. Общее количество клеток подсчитывали с помощью гематоцитометра (камера Нойбауэра). Дифференциальные анализы клеток выполняли с использованием препарата цитоцентрифуги (Cytospin) (200 мкл мкл BALF центрифугировали при 300 ° C в течение 10 минут). Клетки окрашивали методом Мая-Грюнвальда-Гимзы и подсчитывали 300 клеток по их морфологическим характеристикам [12, 13].

2,5. Уровни легочных цитокинов

Уровни IL-1 β , IL-6, CINC-1 / KC, IL-17, TNF- α и IL-10 оценивали в супернатантах BALF с использованием наборов ELISA (R&D Systems, Миннеаполис) согласно инструкции производителя.

2.6. Анализ перибронхиального воспаления

Пространство между базальной мембраной дыхательных путей и адвентицией определяли с использованием программного обеспечения Image Pro Plus в качестве целевого поля. Количество и тип клеток (мононуклеарные и полиморфноядерные) оценивались в этой конкретной области. Результаты выражали в количестве клеток на квадратный миллиметр [12].

2.7. Оценка ремоделирования дыхательных путей, Coll

.