Крюков А.И.

ГБЗУ «Московский научно-практический центр оториноларингологии им. Л.И. Свержевского», Москва

Гаров Е.В.

Московский научно-практический центр оториноларингологии Департамента здравоохранения Москвы

Климентов С.М.

Инженерно-физический институт биомедицины Национального исследовательского ядерного университета, Москва, Россия, 115409

Сидорина Н.Г.

Московский научно-практический центр оториноларингологии им. Л.И. Свержевского Департамента здравоохранения Москвы, Москва, Россия, 117152

Кучеров А.Г.

Кафедра оториноларингологии лечебного факультета РНИМУ, Москва

Мищенко В.В.

Научно-исследовательский клинический институт оториноларингологии им. Л.И. Свержевского Департамента здравоохранения Москвы, Москва, Россия, 117152

Царапкин Г.Ю.

ГБУЗ «Научно-исследовательский клинический институт оториноларингологии им. Л.И. Свержевского», Москва, Россия

Землянская А.С.

ГБУЗ «Научно-исследовательский клинический институт оториноларингологии им. Л.И. Свержевского» ДЗМ, Москва, Россия, 117152

Применение полупроводниковых светодиодных лазерных генераторов в оториноларингологии

Журнал: Вестник оториноларингологии. 2019;84(6): 77-82

Просмотров : 45

Загрузок : 3

Как цитировать

Крюков А. И., Гаров Е. В., Климентов С. М., Сидорина Н. Г., Кучеров А. Г., Мищенко В. В., Царапкин Г. Ю., Землянская А. С. Применение полупроводниковых светодиодных лазерных генераторов в оториноларингологии. Вестник оториноларингологии. 2019;84(6):77-82. https://doi.org/10.17116/otorino20198406177

Авторы:

Крюков А.И.

ГБЗУ «Московский научно-практический центр оториноларингологии им. Л.И. Свержевского», Москва

Все авторы (8)

Лазерное излучение успешно используется в медицине с 60-х годов прошлого столетия, при этом происходит постоянное совершенствование как источников излучения, так и техники его доставки в область воздействия. В ответ на появление новых методов диагностики и лечения расширяется диапазон параметров лазерного воздействия, таких как длина волны, временные режимы генерации. С развитием волоконных и эндоскопических лазерных устройств снижается инвазивность вмешательства.

При этом постоянная оптимизация лечебно-диагностических алгоритмов острой и хронической ЛОР-патологии выдвигает свои запросы на совершенствование применяемых в медицинской практике специфических источников лазерного излучения и средств его доставки. В связи с этим назрела острая необходимость тесного сотрудничества оториноларингологов с профильными институтами для создания новых образцов медицинских лазеров по заранее заявленным техническим параметрам.

Стоит отметить, что при достаточно активном применении хирургических лазеров в оториноларингологии терапевтическое воздействие лазерного излучения, равно как и другие методы физического воздействия, применяется не столь широко. Это связано с активным развитием фармакологической индустрии, широким выбором местных и общих антибактериальных препаратов. Тем не менее технологии применения лазерной терапии достаточно просты в реализации, не требуют дорогостоящего оборудования, могут сочетаться с уже принятыми в оториноларингологии лечебно-диагностическими алгоритмами, в ряде важных случаев дополняют их, снижая риск послеоперационных осложнений.

Полупроводниковые лазеры и светодиоды с доставкой излучения по оптическому волокну по характеристикам близки к оптимальным при решении задач подготовки больных с обострением хронической гнойной патологии ЛОР-органов при плановом хирургическом лечении. При этом существует возможность вводить и доставлять по волоконному световоду излучение одновременно нескольких лазерных источников, различающихся по длине волны и временным характеристикам излучения. Лазерный пучок на выходе такого световода будет представлен комбинацией спектров излучения и способен воздействовать на различные группы микроорганизмов вне зависимости от качественного и количественного состава микробного пейзажа флоры у конкретного пациента. Таким образом, современные лечебно-диагностические алгоритмы предоперационной подготовки больных с острой и обострением хронической ЛОР-патологии могут быть подкреплены созданием новых прототипов источников лазерного излучения с варьируемой длиной волны или комбинацией длин волн.

Лазерное излучение в медицине

Лазерный свет характеризуется высокой направленностью и монохроматичностью, что позволяет получать пучки требуемой геометрии и сосредоточить излучение в пределах узкой спектральной линии, максимум которой в установках медицинского назначения может располагаться в широком диапазоне от инфракрасной до ультрафиолетовых областей спектра.

Ввиду возможности достижения чрезвычайно высоких плотностей оптической мощности, представляющих потенциальную опасность для органов зрения и кожи, лазерные источники излучения подразделяют на 4 класса: I, II, IIIa, IIIb и IV. Мощность излучения первых двух классов не превышает 5 мВт, и они не представляют интереса для терапии. Выходная мощность лазеров класса IIIb находится в диапазоне от 5 до 500 мВт, данные уровни мощности могут быть использованы в терапевтических целях. При обращении с лазерами данного класса следует помнить, что их излучение при попадании в зрачок фокусируется хрусталиком и способно вызывать повреждения сетчатки глаза, однако данный уровень мощности еще не достаточен для повреждения кожных покровов. Применение лазеров IV класса с выходной мощностью более 500 мВт вызывает повреждение кожных покровов и тканей и может быть использовано в хирургических целях.

Таким образом, источники излучения последних двух классов составляют основу парка терапевтического и хирургического лазерного оборудования. Согласно принятой в лазерной медицине классификации, источники класса IIIb называют низкоинтенсивными лазерами (low-level-lasers/LLL), генерируемое ими излучение относят к низкоинтенсивному лазерному излучению (НИЛИ), а лечение, проводимое с использованием таких лазеров, — низкоинтенсивной лазерной терапии (НИЛТ; low level laser therapy/LLLT). Напротив, лазеры IV класса — высокоинтенсивные лазеры (high-level-laser/HLL), используются для диссекции, абляции, коагуляции, вапоризации, «сварки» тканей, дробления, гидродинамического удара (при лазеродеструкции лабиринта внутреннего уха) [1—3].

История использования лазеров в терапии начинается с появления в 60-х годах прошлого столетия первых газоразрядных лазеров на смеси гелия и неона (HeNe), излучающих в красной области спектра. Их выходная мощность достигала 30—50 мВт и соответствовала нижней границе применяемого в терапии диапазона. Гелий-неоновые излучатели такой мощности получались громоздкими, их длина достигала нескольких метров, для них требовались источники высокого напряжения для создания газового разряда. Время непрерывной работы газоразрядной трубки не превышало несколько тысяч часов, набор длин волн излучения был крайне ограничен, для практических применений использовалась лишь линия неона 632,8 нм.

В 70-х годах прошлого столетия успехи в области полупроводниковых технологий позволили создать более дешевые, мощные и универсальные диодные лазеры. Новые источники излучения немедленно оказались в фокусе медицинских исследовательских и практических работ. Их отличают компактность при высокой мощности (до 20 Вт на единичный излучатель с возможностью объединения излучателей в сборки), большой ресурс (десятки тысяч часов непрерывной работы), применение низковольтных безопасных источников питания, широкий диапазон временных характеристик излучения, достигаемый модуляцией тока питания, а самое главное — возможность создания лазерных излучателей практически с любой длиной волны в наиболее востребованном в лазерной медицине диапазоне — от инфракрасной до ближней ультрафиолетовой области спектра. Для низкоинтенсивной лазерной терапии преимущественно используют диодные лазеры на основе арсенида галлия и арсенида галлия-алюминия [4].

Терапевтическое воздействие лазерного излучения характеризуется противовоспалительным, обезболивающим, регенераторным, иммунокорригирующим, биостимулирующим, противоотечным, тромболитическим и стимулирующим эффектами [5].

Применение НИЛИ оказывает дезинтоксикационный эффект, уменьшает вязкость крови, повышает устойчивость клеток к патогенам, стимулирует регенерацию тканей, активирует общие и местные факторы иммунной защиты, снижает жизненную активность микроорганизмов и повышает их чувствительность к антибиотикам, нормализует липидный обмен [6].

Лазеры успешно применяются во многих областях медицины: стоматологии, дерматологии, оториноларингологии, травматологии, хирургии, гинекологии, неврологии, онкологии и др. [7—11].

Все методы и методики лазерной терапии разделяют по локализации воздействия: наружное, внутриполостное, внутрисосудистое, сочетанное или комбинированное. Наружное в свою очередь можно разделить на местное воздействие (на раны, ожоги, очаг воспаления и т. д.), воздействие на рефлексогенные зоны, на проекции внутренних органов, на проекции сосудистых пучков, иммунокомпетентных органов [12].

В последние годы получен новый импульс к разработке сочетанных физико-фармакологических методов и повышению возможностей лазерной терапии благодаря научному обоснованию метода лазерофореза — способа чрескожного введения биологически активных веществ с помощью воздействия НИЛИ на места нанесения препарата. Таким образом, в тканях создается депо таких веществ [13].

Также широкое распространение получил метод фотодинамической терапии, преимущественно используемый для лечения злокачественных опухолей. Метод основан на способности тканей концентрировать молекулы некоторых фоточувствительных соединений, введенных в кровоток. При воздействии лазера происходит распад сенсибилизатора с выделением свободных радикалов, токсичных для клеток [3].

Применение полупроводниковых лазеров при воспалительных процессах различной этиологии (антибактериальный эффект)

Большой интерес представляет использование разных спектров НИЛИ для антибактериального воздействия на очаг воспаления. Так, Т.В. Фурцев и Е.А. Липецкая [14] оценивали эффективность лечения пародонта диодным лазером у 22 пациентов. Пародонтальные карманы и десневый край облучали диодным лазером в течение 2 мин каждый, проводили 2 процедуры с интервалом 5 дней (плотность мощности 0,8 Вт, диаметр лазерного пучка 300 нм). Авторами было показано сокращение длительности обострения воспалительного процесса по сравнению с контрольной группой.

А.С. Касумьян и О.В. Азовскова [15] проводили изучение воздействия НИЛИ различного спектрального диапазона на микроорганизмы, возбудители хирургической инфекции in vitro. Использовали лазер красного (длина волны 635 нм, мощность 100 мВт, непрерывный режим), зеленого (527 нм, 90 мВт, непрерывный режим), синего (405 нм, 20 мВт, непрерывный режим) спектральных диапазонов. Авторы указывают, что низкоинтенсивное лазерное излучение оказывает бактерицидное действие, но полного подавления роста микроорганизмов не наблюдается. Наиболее выраженный бактерицидный эффект отмечали при использовании излучения зеленого спектрального диапазона, при этом наблюдали снижение количества колониеобразующих единиц: S. aureus в 6,4 раза, E. сoli в 3,7 раза, Klebsiella pneumoniae в 2,3 раза и Pseudomonas aeruginosa в 1,4 раза. Лазерное излучение синего спектра не проявило достоверного влияния на Pseudomonas aeruginosa, а красного — как на Pseudomonas aeruginosa, так и на E. coli.

А.В. Лепилин и соавт. [16] изучали бактерицидные свойства лазерного излучения фиолетовой области (405 нм) спектра на бактерии полости рта in vitro — S. aureus, E. сoli, Enterococcus faecalis и Candida albicans. Использовали аппарат ЛАЗУРИТ (ООО «ТРИМА», Россия). Было показано, что на расстоянии 3 см от облучаемой поверхности и времени воздействия 5 мин (плотность мощности 70 мВт/см2) был бактериостатический эффект, а при уменьшении расстояния до 1 см (и соответственно плотности мощности 150 мВт/см2) — полная гибель микроорганизмов.

А.В. Егорова и соавт. [17] изучали воздействие лазерного излучения красной области спектра на метициллин-чувствительный и резистентный золотистый стафилококк с участием фотосенсибилизаторов и без такового. Для облучения культур микроорганизмов использовали полупроводниковый лазер (EMRED Oy, Финляндия), генерирующий излучение красной области спектра (660 нм) в непрерывном режиме. Плотность мощности 100 мВт/см2, время воздействия от 5 до 30 мин. Авторами было показано, что излучение полупроводникового лазера красного спектра оказывает непосредственное бактериостатическое действие на рост золотистого стафилококка, причем этот эффект был более выражен на резистентном штамме — при максимальной дозе облучения угнетение роста бактерий составило 67%. Предварительная сенсибилизация бактериальных клеток фотодитазином заметно усиливает ростингибирующий эффект.

Некоторые авторы изучали сочетанное воздействие лазеров с излучением разных длин волн. Так, N. Santos и соавт. [18] изучали воздействие красного, инфракрасного излучения и их сочетания на репаративные процессы кожи у лабораторных крыс при заражении золотистым стафилококком (длина волны 680/790 нм). Авторами был показан больший эффект при сочетанном воздействии лазеров.

R. Soares и соавт. [19] изучали сочетанное действие красного и инфракрасного лазерного излучений (660 и 808 нм) у пациентов с мукозитом после химиотерапии. Авторами было показано, что сочетанное использование лазеров приводит к более выраженному эффекту купирования явлений мукозита.

Е.М. Галкина и Ю.М. Райгородский [20] оценивали бактерицидные свойства низкоинтенсивного лазерного излучения при длине волны 405 и 650 мн в условиях in vitro на P. acnes, вызывающих угревую сыпь. В качестве источника излучения использовали аппарат ЛАЗУРИТ-АКНЕ (ООО «ТРИМА», Россия). Аппарат содержит головку-облучатель с 9 лазерными диодами, при этом 4 обеспечивают излучение в красной области спектра с длиной волны 650 нм, а 5 — в фиолетовой (405 нм). Сравнительное исследование бактерицидных свойств фиолетового и красного спектров излучения на P. аcnes in vitro показало, что наиболее эффективным является фиолетовый спектр (в 6 раз превышает активность красного спектра), однако при одновременном воздействии лазерного излучения двух спектров бактерицидный эффект был выражен более отчетливо.

История применения терапевтических лазеров в оториноларингологии и современное состояние проблемы

Терапевтические лазеры применяются для консервативного лечения многих ЛОР-заболеваний. Так, гелий-неоновый лазер (длина волны 0,63 мкм) используется при стрептодермии, рожистом воспалении, фурункулах, ожогах, отморожениях. Его применяют в послеоперационном периоде для более быстрого купирования воспалительных изменений после вмешательств на структурах наружного носа. При этом световод подводят непосредственно к патологическому очагу. В случае гнойно-септических осложнений воспалительных заболеваний ЛОР-органов, а также нейросенсорной тугоухости, болезни Меньера используют лазерное облучение крови (внутрисосудистое или надсосудистое). При синуситах, аденоидитах, наружных и средних отитах, фарингитах, тонзиллитах световод подводится непосредственно к слизистой оболочке через манипулятор. При невралгии тройничного и лицевого нервов воздействие гелий-неонового лазера осуществляют на определенные точки лица. Полупроводниковый лазер (0,89 мкм) также широко применяется при заболеваниях околоносовых пазух (излучатель подводят к передней стенке), заболеваниях уха (эндоурально), ларингитах (излучатель подводится к передней поверхности шеи). При невралгии тройничного и лицевого нервов лазером воздействуют на проекции точек выхода его ветвей [5].

Т.К. Староверова и соавт. [21] использовали низкоинтенсивную лазертерапию (излучение красной области спектра с длиной волны 0,63—0,65 мкм) для интралакунарного и поверхностного воздействия на небные миндалины у пациентов с хроническим тонзиллитом. Показано, что интралакунарный метод в 1,46 раза быстрее обеспечивает регресс симптомов заболевания, а в отдаленные сроки позволяет уменьшить число обострений в 1,5—2 раза.

О.И. Харитонова и Е.Л. Потеряева [22] предложили использование Аудиотон в лечении пациентов с профессиональной нейросенсорной тугоухостью. Способ лечения заключался в следующем: влияние на нервно-рецепторный аппарат внутреннего уха и барабанной полости импульсным электрическим полем, воздействием переменного магнитного поля и низкоинтенсивного лазерного излучения инфракрасного и красного спектров (суммарная доза НИЛИ облучения составляет 75—300 Дж/см2) .

А.С. Лапченко и соавт. [6] использовали надсосудистое лазерное облучение крови для лечения пациентов с кохлеовестибулярными нарушениями и подтвержденным гидропсом лабиринта. Использовали полупроводниковый терапевтический лазер Мустанг (длина волны 0,65 мкм, мощность излучения на выходе около 25 мВт). Манипулятор устанавливали на коже в проекции вен локтевого сгиба. Курс лечения составил 10 дней, который проводили 1 раз в сутки по 10—30 мин по разработанной схеме. Авторы указывают, что лазерное облучение крови стимулирует факторы неспецифической защиты, обладает антигипоксическими свойствами, улучшает реологические свойства крови и микроциркуляцию.

Е.В. Русанова и соавт. [23] использовали низкоэнергетический лазер для воздействия у детей после оперативного вмешательства на лимфоидное глоточное кольцо. Авторами было показано, что применение в послеоперационном периоде низкоэнергетического терапевтического лазера значительно снижает процент выделения микроорганизмов, определяющих дисбиоз данного биотопа, при этом нормофлора сохраняется в титрах не ниже 104 КОЕ/тамп., что дает возможность ускорить заживление в послеоперационном периоде, уменьшить воспалительные проявления, сократить сроки пребывания в стационаре и период реабилитации больного после выписки.

Г. И. Клебанов и соавт. [24] исследовали влияние красного лазерного и светодиодного (некогерентного) излучений на заживление кожных ран у крыс. В работе показано, что световое воздействие красным лазерным и некогерентным низкоинтенсивным излучением практически в одинаковой степени приводит к ускорению заживления кожных ран у крыс. Морфологическими исследованиями установлено, что облучение гелий-неоновым лазером стимулирует быстрый переход воспалительной фазы раневого процесса в репаративную фазу, а затем в фазу рубцевания и эпителизации. Ключевым моментом является индукция макрофагального звена раневого процесса. Ускоряются очищение ран от микрофлоры и деэпителизированных тканей, восстановление нарушенной микроциркуляции, пролиферация фибробластов и сосудов, синтез коллагена.

Применение светодиодных лазеров для лечения заболеваний среднего уха

Е.В. Гаров и Т.Х. Гутиева [25] проводили лечение пациентов с хроническим мезотимпанитом и мукозитом. Основная группа (53 пациента) получали поочередное транстимпанальное введение ацетилцистеина и суспензии гидрокортизона, десенсибилизирующую и стимулирующую медикаментозную терапию в сочетании с излучением красного и инфракрасного лазеров и электростимуляцией мышц слуховой трубы. Авторы применяли излучение красного лазера для воздействия на слизистую оболочку области глоточного устья слуховой трубы, а инфракрасного — для воздействия со стороны наружного слухового прохода (прибор Мустанг-2000). Контрольная группа (54 человека) вместо лазерного лечения получали УВЧ-терапию. Авторами было показано, что метод комплексного воздействия на воспалительный процесс среднего уха, который использовали в основной группе, является более эффективным по сравнению с традиционными методами лечения.

А.И. Крюков и соавт. [26] предлагают использовать в репаративной стадии острого среднего отита при вялом рубцевании лазертерапию полупроводниковым лазером типа Узор с длиной волны излучения 0,89 мкм; курс состоит из 5—6 процедур с экспозицией по 5 мин.

А.Н. Наседкин и С.В. Москвин [12] предлагают следующую методику лазертерапии непрерывным НИЛИ красного спектра при хроническом гнойном среднем отите. Плотность мощности излучения до 5 мВт/см2. Лечение проводили ежедневно с экспозицией 2—5 мин. Авторы указывают, что лазертерапия приводит к уменьшению воспалительных реакций (отечности кожи, пастозности слизистой оболочки барабанной полости или послеоперационных полостей уха), снижаются процессы экссудации, отмечается аналгезирующий эффект, ускоряется эпидермизация.

Наряду с этим авторы предлагают использовать лазерные процедуры перед началом операции с целью профилактики инфильтрации и нагноения, улучшения местного кровообращения, обменных процессов, оксигенации и питания тканей. Все это, по мнению авторов, стабилизирует течение всего послеоперационного периода и в разы снижает вероятность возникновения послеоперационных осложнений.

Лечение непрерывным НИЛИ красного спектра (λ=635 нм) может быть использовано и у больных, перенесших тимпанопластику, с целью стимуляции приживления тимпанального лоскута (направлено на купирование болевого синдрома, уменьшение отека; оказывает противовоспалительный, иммуномодулирующий и другие эффекты) [12].

В доступной нам литературе не удалось найти публикаций, посвященных использованию комбинированных источников НИЛИ для лечения заболеваний среднего уха.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Крюков А.И. — e-mail: nikio@zdrav.mos.ru; https://orcid.org/0000-0003-0262-248Х

Гаров Е.В. — e-mail: egarov@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0003-2473-3113.

Климентов С.М. — e-mail: kliment-61@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-2966-1350

Сидорина Н.Г. — e-mail: nasidorina@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0003-3940-4427

Кучеров А.Г. — e-mail: nikio@zdrav.mos.ru

Мищенко В.В. — e-mail: lfgr1@rambler.ru; https://orcid.org/0000-0002-6352-2223

Царапкин Г.Ю. — e-mail: tsgrigory@mail.ru; https://orcid.org/0000-003-2349-7438

Землянская А.С. — e-mail: ali4ka-kiss@mail.ru; https://orcid.org/0000-003-2435-9264

Автор, ответственный за переписку: Мищенко В.В. — e-mail: lfgr1@rambler.ru

Крюков А.И., Гаров Е.В., Климентов С.М., Сидорина Н.Г., Кучеров А.Г., Мищенко В.В., Царапкин Г.Ю., Землянская А.С. Применение полупроводниковых светодиодных лазерных генераторов в оториноларингологии. Вестник оториноларингологии. 2019;84(6):77-82.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail