В настоящее время лазеры широко применяются в офтальмологии для диагностики, терапевтического и хирургического лечения различных патологий. Изучению влияния лазерного излучения ближнего инфракрасного (ИК) диапазона (1,06—2,99 мкм) на ткани переднего отдела глаза посвящено большое количество работ отечественных офтальмологов [1—4, 6].

ИК-излучение в области 1,40—1,56 мкм поглощается водой в слое от 0,3 до 0,7 мм и не повреждает более глубокие слои, поэтому именно такой вид излучения может быть эффективен для лечения заболеваний роговицы, склеры, трабекулопластики [5]. В связи с этим на кафедре глазных болезней РУДН совместно с Институтом общей физики им. А.М. Прохорова РАН проводятся исследования воздействия излучения новых лазерных установок на ткани глаза.

Цель исследования — определить характер воздействия лазерного излучения на длине волны 1,44 мкм при различных энергетических параметрах на ткань роговицы изолированного (in vitro) бычьего глаза.

В выполненных исследованиях использовалась разработанная в Институте общей физики им. А.М. Прохорова РАН экспериментальная модель лазерного коагулятора с длиной волны 1,44 мкм на основе полупроводникового лазера с волоконным выводом излучения (рис. 1).

Конец волоконного вывода излучения лазера располагался перпендикулярно к поверхности роговицы на расстоянии 1 мм. Диаметр сердцевины кварцевого волокна составлял 600 мкм. На конце волоконного наконечника использовали специальный силиконовый ограничитель, обеспечивавший во всех экспериментах одинаковое расстояние от конца волокна до поверхности роговицы (рис. 2).

Анатомические эксперименты проводили на 6 бычьих глазах, энуклеированных через 5—6 ч после смерти животного (рис. 3).

При максимальной дозе облучения 780 мДж (270 мВт, 2,9 с) в зоне лазерного воздействия в результате выраженной внутриклеточной вапоризации происходило увеличение объема клеток переднего эпителия роговицы и его отслойка. При этом толщина эпителия в центре очага достигала 290 мкм. По периферии очага, где парообразование отмечалось лишь в базальном слое клеток, толщина эпителия резко уменьшалась (до 150 мкм) и через узкую переходную зону (реактивных изменений) протяженностью до 180 мкм постепенно приобретала свое нормальное значение — в среднем 126 мкм (рис. 4).

Очаг повреждения стромы носил характер коагуляционного некроза и имел вид обратного конуса размером 514,7 мкм в основании и глубиной 151,4 мкм. Внутри очага стромальные пластины были спаяны между собой, гомогенизированы, базофильно окрашены с пикнотически измененными ядрами кератоцитов. Признаки карбонизации отсутствовали. Переходная зона реактивных изменений стромы шириной 80—90 мкм отличалась нарушенной архитектоникой коллагеновых пластин и метахроматической восприимчивостью к окрашиванию (рис. 5).

При уменьшении экспозиции воздействия лазерного излучения до 0,37 с и мощности излучения 270 мВт клетки переднего эпителия в меньшей степени подвергались вапоризации и толщина их увеличивалась до 155 мкм. Переходная зона толщиной 75—80 мкм представляла собой область более компактного расположения жизнеспособных эпителиоцитов со слабо различимыми межклеточными границами. В то же время зона очага лазерного воздействия в подлежащей строме имела вытянутую куполообразную форму с меньшим основанием — 358,7 мкм, но большей глубиной проникновения — до 192 мкм (рис. 6, а).

При минимальных значениях дозы лазерного излучения 56 мДж (150 мВт, 0,37 с) основные изменения происходили в переднем эпителии роговицы в виде незначительного увеличения его толщины за счет умеренной вапоризации цитоплазмы клеток глубоких слоев, в частности базального (рис. 7).

В результате эпителиальный покров в зоне лазерного воздействия становился неравномерным по толщине, достигая 140 мкм в центре (для сравнения толщина эпителия вне зоны облучения 108,4 мкм). В подлежащей строме видимых изменений не обнаружено, за исключением локального нарушения параллельности хода поверхностных стромальных пластин без признаков метахромазии (рис. 8).

Следует отметить, что ни в одном из препаратов мы не обнаружили изменений средних и глубоких стромальных слоев, а также заднего эпителия роговицы.

Таким образом, при уменьшении дозы воздействующего лазерного излучения (мощность излучения 150 мВт, время экспозиции 2,95 с) глубина проникновения лазерного излучения в роговицу уменьшалась. При этом коагуляционный эффект лазерного воздействия сменялся тепловым.

Полученные результаты подтверждают возможность использования диодного лазерного коагулятора с излучением на длине волны 1,44 мкм для избирательного воздействия на различные слои роговицы без повреждения соседних тканей. Имеющийся диапазон энергетических параметров прибора является вполне достаточным для достижения дозированного лазерного воздействия как с тепловым, так и коагуляционным эффектом, и в дальнейшем возможно применение данного лазера в клинике как с коагуляционной, так и с терапевтической целью.

Планируется продолжить начатые исследования на роговице лабораторных животных in vivo.