Введение
Лазерная хирургия за короткий промежуток времени продвинулась далеко вперед в направлении внедрения в практику новых лазерных установок, расширения возможностей их применения в различных областях медицинской науки. Причем на сегодняшний день воздействие лазерным излучением используют как в хирургии, так и в терапии [1—3]. Благодаря разнообразным эффектам влияния на биологическую ткань лазеры нашли широкое применение в России и за рубежом. При апробации действия лазеров на экспериментальных моделях и на практике были выявлены преимущества лазерного излучения перед традиционными хирургическими методами [4].
Появление лазеров открыло новые возможности в хирургической практике, в частности в оториноларингологии. Короткое по времени вмешательство с локальным разрушением кавернозных тел нижних носовых раковин и надежным гемостазом во время операции стало эффективным методом выполнения операции в амбулаторных условиях под местной анестезией и без применения обязательной тампонады носа. Благодаря селективному лазерному воздействию без повреждения окружающих структур были отмечены уменьшение интраоперационной и послеоперационной боли, улучшение заживления раны. Преимущества лазерной хирургии обусловили возможность ее активного использования в ринологии, что привело к необходимости проведения большого количества исследований с применением различных лазерных систем по оценке эффективности лазерной хирургии хронического ринита [5, 6].
В настоящее время в хирургической оториноларингологической практике наибольшее распространение получили полупроводниковые (диодные) лазеры, излучающие свет инфракрасного спектра, основными хромофорами которого служат меланин и гемоглобин. Особенность диодного лазера заключается в его выраженном коагуляционном действии [7, 8].
Новый полупроводниковый лазер с длиной волны 445 нм был сертифицирован для медицинского применения в 2018 г. Для этого лазера характерно сочетание гемостатического и резекционного эффекта без формирования обширной зоны коагуляции и некроза тканей (за счет проникновения лазерного импульса на глубину не более 1 мм) [9—11]. Вышеперечисленные качества лазера обосновывают перспективность исследования его применения в ринохирургии с целью разработки наиболее оптимальных для сохранения функционального состояния слизистой оболочки полости носа хирургических методов лечения вазомоторного ринита.
Цель исследования — изучение действия полупроводникового лазера с длиной волны 445 нм на экспериментальных образцах ткани в постоянном режиме с разной мощностью при контактном и дистанционном воздействии.
Материал и методы
Было проведено исследование, направленное на изучение восьми показателей мощности лазерного воздействия: от 0,5 до 4,0 Вт с шагом в 0,5 Вт. Время экспозиции в непрерывном режиме составляло 2 с для точечного воздействия и 10 с для линейного воздействия (шаг 2 мм/с) при контактном и дистанционном способах на экспериментальных образцах. Исследование было проведено в четырех экспозициях трехкратно. Общее количество опытов составило 96. В результате исследования получено 192 микропрепарата.
Материалом для исследования служили кусочки ткани свиной печени размером 2×2×2 см. В качестве источника лазерного излучения на экспериментальных образцах использовали полупроводниковый лазер с длиной волны 445 нм.
При работе с биологической моделью оценивали характер поверхностного лазерного воздействия с помощью изучения микроскопической картины с измерением зон деструкции и коагуляционного некроза. Морфометрическое исследование нативных образцов ткани проводили с помощью калибровочного слайда и операционного микроскопа Carl Zeiss с увеличением ×16. Для микроскопии гистологических препаратов применяли биологический микроскоп Olympus CX41 (стандартное увеличение ×100). Для морфометрического анализа использовали систему «Видеотест». Окрашивание гистологических препаратов производили гематоксилином и эозином.
Результаты
Результаты действия при разной мощности полупроводникового лазера с длиной волны 445 нм на экспериментальную модель путем контактного и дистанционного воздействия приведены в таблице.
Таблица. Ширина зоны деструкции и коагуляционного некроза после лазерного воздействия
| Режим мощности лазера | Ширина зоны коагуляционного некроза, мкм | Ширина зоны деструкции, мкм | ||
| контактный способ | дистанционный способ | контактный способ | дистанционный способ | |
| 0,5 Вт | 425,12±42,34 | 560,50±52,00 | 404,10±38,65 | — |
| 1,0 Вт | 550,33±50,12 | 670,00±59,10 | 510,00±56,23 | — |
| 1,5 Вт | 611,72±72,22 | 850,25±65,12 | 600,20±65,23 | — |
| 2,0 Вт | 890,67±92,21 | 1105,12±100,25 | 780,23±75,23 | — |
| 2,5 Вт | 973,78±110,32 | 1212,00±156,21 | 850,20±85,14 | — |
| 3,0 Вт | 1209,81±190,42 | 1563,32±221,30 | 1078,52±94,26 | 98,25±10,01 |
| 3,5 Вт | 1969,34±299,22 | 2406,23±359,23 | 1400,50±115,23 | 150,35±25,20 |
| 4,0 Вт | 2430,87±390,23 | 3253,89±502,36 | 1550,55±212,23 | 303,50±32,10 |
Наименьшая ширина зоны коагуляции при лазерном воздействии обнаружена при контактном способе воздействия и минимальной мощности (0,5 Вт); наибольшая ширина зоны коагуляции — при дистанционном способе и максимальной мощности (4,0 Вт). Сравнение ширины зоны коагуляции при контактном и дистанционном способах показало, что при всех изучаемых мощностях зона коагуляции при дистанционном способе значительно больше (рис. 1, 2). Данные морфометрии при использовании системы «Видеотест» и измерении с помощью калибровочного слайда совпали.
Рис. 1. Макропрепараты с характерными зонами при точечном и линейном контактном воздействии лазера.
а — точечное воздействие мощностью 3,0 Вт, контактно; б — линейное воздействие мощностью 2,5 Вт, контактно; в — линейное воздействие мощностью 3,0 Вт, контактно. Синей стрелкой обозначена зона деструкции, оранжевой стрелкой — зона коагуляционного некроза.
Рис. 2. Макропрепараты после дистанционного лазерного воздействия при разных мощностях.
а — выполнение линий при дистанционном воздействии мощностью от 1,0 до 2,5 Вт; б — при воздействии мощностью 2,5 Вт. При дистанционном способе воздействия мощностью от 1,0 до 2,5 Вт отсутствовала зона деструкции. Оранжевой стрелкой указана зона коагуляционного некроза.
Сравнение ширины зоны деструкции при контактном и дистанционном способах в случае одинаковой мощности выявило присутствие выраженных зон деструкции только при контактном способе воздействия (рис. 3, 4). При дистанционном способе воздействия наличие зоны деструкции слабо выражено и наблюдалось только при мощности от 3,0 до 4,0 вт.
Рис. 3. Гистологический препарат с зонами деструкции и коагуляционного некроза при минимальной мощности контактного воздействия (0,5 Вт).
Синей стрелкой обозначена зона деструкции, оранжевой стрелкой — зона коагуляционного некроза.
Рис. 4. Гистологический препарат с зонами деструкции и коагуляционного некроза при максимальной мощности контактного воздействия (1,5 Вт).
Синей стрелкой обозначена зона деструкции, оранжевой стрелкой — зона коагуляционного некроза.
Заключение
Полученные данные свидетельствуют о том, что при дистанционном способе воздействия лазер оказывает преимущественно коагуляционное действие, при контактном способе воздействия — преимущественно режущее действие при использовании одинаковой мощности. Кроме того, контактный способ воздействия на экспериментальные ткани обладает как выраженным режущим, так и коагуляционным эффектом, что может быть использовано для оптимального сокращения объема ткани носовых раковин при хирургическом вмешательстве с минимальным риском операционного и послеоперационного кровотечения.
Таким образом, эксперименты показали, что относительно низкая мощность лазерного излучения, а именно 3,0 Вт, приводит к оптимальному сочетанию коагуляционного и режущего эффекта воздействия на ткани при отсутствии избыточной карбонизации.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования — П.А. Шамкина
Сбор материала — М.А. Будковая, Н.И. Иванов
Статистическая обработка материала — Н.И. Иванов
Написание текста — Г.П. Захарова
Редактирование — А.А. Кривопалов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.