6.3 Механизмы биологического действия лазерного излучения, связанные с большой плотностью энергии излучения лазеров.

1. Действие на облучаемые структуры электрического поля высокой напряженности. При напряженности электрического поля световой волны 10⁶-10⁷ В/см происходят изменения электронного состояния атомов и молекул, сдвиги в заселенности возбужденных уровней. Было обнаружено [15-18] при облучении кожи и печени животных неодимовым лазером изменение электрических характеристик тканей (уменьшение удельного сопротивления, увеличение диэлектрической постоянной).

2. Ионизация биологических молекул и образование в тканях свободных радикалов, которые являются молекулами, находящимися в электронно – возбужденном состоянии. Обладая значительной химической активностью, они индуцируют различные биохимические изменения в клетках и тканях.

3. Многофотонное поглощение, при котором, в отличие от обычного поглощения света два фотона или более участвуют в едином акте светоабсорбации. Облученный материал как бы испытывает воздействие излучения с длиной волны, которая меньше длины волны исходного лазерного излучения в 2-4 раза и более.

Например [17]: При двухфотонном поглощении излучения неодимового лазера (l = 1060 нм) в тканях наблюдаются изменения, характерные для зеленого света (l = 530 нм), а при четырехфотонном поглощении возникают эффекты, соответствующие УФ излучению с l=265 нм.

Процессы (2) и (3) маловероятны при минимальных, пороговых повреждениях биологических объектов.

4. Фотохимические реакции, свойственные свету вообще (изучает фотобиология). Из-за термохимических изменений облученного материала происходит тепловое ускорение различных реакций. Фотохимические процессы связаны с возбуждением определенных светопоглощающих соединений и избирательным влиянием на фоточувствительные компоненты клетки. Помимо изменений, обусловленных прямым действием светового излучения на биохимические компоненты клетки, которые определяются их собственной фотоабсорбацией, возможны фотоповреждения биологического материала сенсибилизированные (повышенная чувствительность организма).