Біологічна дія лазерного випромінювання

Лазерні системи мають широке використання у медицині, біоло­гії, біотехнології, генній інженерії тощо. Дія лазерного випромінюван­ня на живий організм неоднозначна. З одного боку, лазерне випромі­нювання може бути використане як хірургічний ніж, як тонкий ін­струмент у мікрохірургії ока, як цілющий промінь для лікування най­різноманітніших захворювань серця, печінки, вегетативно-судинної системи, травного тракту і т.д. З другого боку, лазерне випромінюван­ня становить небезпеку при необережному і невмілому його викорис­танні. В першу чергу це стосується очей.

Розглянемо лише деякі аспекти , властиві лазерному випроміню­ванню.

Дія на зір. Сітківка ока зазнає небезпеки від дії лазерного випро­мінювання в діапазоні довжин хвиль від 0,4мкм до ІДмюи. За межами цього діапазону падаюче опромінювання поглинається рогівкою, яка є переднім прозорим шаром ока. Очна лінза володіє фокусуючими влас­тивостями, в результаті чого сітківка стає найбільш чутливою части­ною ока і може бути пошкодженою. Випромінювання може бути сфо­кусоване у малу пляму. Завдяки фокусуючій властивості ока інтенсив­ність може зрости до 104 раз. Отже, для сітківки може виявитися згуб­ною та інтенсивність, яка є безпечною для інших частин тіла.

Для оцінки біологічного впливу лазерного випромінювання на сі­тківку вводять порогові значення потужності на одиницю поверхні сі­тківки. Значення цих порогових потужностей залежить від розмірів смуги, тривалості імпульсу, довжини хвилі падаючого лазерного ви­промінювання, кута падіння променя, відстані від джерела та інших факторів.

Лазерне випромінювання голубої області видимого світла більш небезпечне для сітківки, ніж випромінювання у червоній області у разі рівності потужностей випромінювання. Під час роботи з когерентни­ми джерелами УФ діапазону необхідно проявляти особливу обереж­ність, оскільки випромінювання з довжиною хвилі менше 0,32мкм навіть за низьких рівнів потужності приводить до фотоофтальпії (со­нячного «опіку»). Больові відчуття проявляються через деякий час (кі­лька годин після опромінення).

Випромінювання С02-лазера (к=\0,6мкм) викликає пошкодження епітельної рогівки. Механізм пошкодження в даному випадку має теп­лову природу, на відміну від фотохімічної дії УФ-випромінювання. Всі аспекти впливу лазерного випромінювання на зір на даний час до кінця не вивчені і потребують подальшого дослідження.

Дія на шкіру. Необхідно враховувати довжину хвилі і потуж­ність падаючого випромінювання, і пігментацію шкіри. Чим вища піг­ментація шкіри, тим менша її відбивальна здатність. Але для великих потужностей і довжин хвиль, більших за 2мкм і менших за Змкм , піг­ментація шкіри ніякої ролі вже не має. У середній і далекій областях ІЧ-діапазону шкіра сильно поглинає випромінювання, оскільки вона містить 60% води, яка є широкосмуговим поглиначем. Особливу не­безпеку має випромінювання СС72-лазерів з наступних причин:

-на довжині хвилі ]0,6мкм коефіцієнт поглинання шкіри ду­же високий, поглинання відбувається в дуже тонкому шарі, що підсилює ефект опіку;

-  випромінювання на цій довжині хвилі є не візуальним, що підвищує ступінь ризику під час роботи;

-  цей тип лазерів дуже поширений і має значні потужності, що вимагає особливих заходів безпеки.

Під час дії коротких потужних імпульсів на шкіру можуть вини­кати ударні хвилі, які викликають зміщення і пошкодження органів.