В настоящее время в большинстве стран мира наблюдается интенсивное внедрение лазерного излучения в биологических исследованиях и в практической медицине. Уникальные свойства лазерного луча открыли широкие возможности его применения в различных областях: хирургии, терапии и диагностике. Клинические наблюдения показали эффективность лазера ультрафиолетового, видимого и инфракрасного спектров для местного применения на патологический очаг и для воздействия на весь организм. В России лазеры применяются в биологии и медицине уже более 30 лет. Доказано, что низко интенсивное лазерное излучение обладает выраженным терапевтическим действием.
Лазер или оптический квантовый генератор - это техническое устройство, испускающее свет в узком спектральном диапазоне в виде узконаправленного, высоко когерентного монохроматического, поляризованного излучения электромагнитных волн.
Фотобиологические эффекты зависят от параметров лазерного излучения: длинны волны, интенсивности потока световой энергии, времени воздействия на биоткани.
В лазеротерапии применяются световые потоки низкой интенсивности, не более 10 мВт/см кв., что сопоставимо с интенсивностью излучения Солнца на поверхности Земли в ясный день. Поэтому такой вид лазерного воздействия называют низкоинтенсивным лазерным излучением (НИЛИ), в англоязычной литературе Low Level Laser Therapy (LLLT).
Одной из важных характеристик лазерного излучения является его спектральная характеристика или длинна волны. Фотобиологической активностью обладает свет в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра.
В основе механизма воздействия на ткани, маломощных лазеров в видимой и инфракрасной областях лежат процессы, происходящие на клеточном и молекулярном уровнях.
Низкоинтенсивное лазерное излучение стимулирует метаболическую активность клетки. Стимуляция биосинтетических процессов может быть одним из важных моментов, определяющих действие низкоинтенсивного излучения лазера на важнейшие функции клеток и тканей, процессы жизнедеятельности и регенерации (восстановления).
Различают следующие основные способы доставки НИЛИ к пациенту:
Наружное воздействие: орган, сосуды, нервы, болевые зоны и точки облучаются через неповрежденную кожу в соответствующей области тела. Если патологический процесс локализован в поверхностных слоях кожи, то лазерное воздействие направленно непосредственно на него. Наружное воздействие основывается на том, что лазерное излучение ближней инфракрасной области хорошо проникает через ткани на глубину до 5-7 см. и достигает пораженного органа. Доставка излучения к поверхности кожи осуществляется либо непосредственно излучающей головкой, либо с помощью волоконного световода и световодной насадки.
Воздействие на точки акупунктуры. Показания для этого метода достаточно широки. Лазерная рефлексотерапия бескровна, безболезненна, комфортна. Доставка лазерного излучения к точке осуществляется либо световодным волокном, либо непосредственно излучающей головкой со специальной насадкой.
Внутривенное лазерное облучение крови (ВЛОК) проводится путем пункции в локтевую вену или в подключичную вену. В вену вводят тонкий световод, через который облучается протекающая по вене кровь. Для ВЛОК обычно используют лазерное излучение в красной области (632.8 nm) и в инфракрасной (1264 nm).
Глубина проникновения низкоэнергетического лазерного излучения в биообъект зависит, в первую очередь, от длины электромагнитной волны. Экспериментальными исследованиями установлено, что проникающая способность излучения от ультрафиолетового до оранжевого диапазона постепенно увеличивается от 1-20 мкм до 2,5 мм, с резким увеличением глубины проникновения в красном диапазоне (до 20-30 мм), с пиком проникающей способности в ближнем инфракрасном (при длине волны = 950 нм - до 70 мм) и резким снижением до долей миллиметра в дальнейшем инфракрасном диапазоне. Максимум пропускания кожей электромагнитного излучения находится в диапазоне длинных волн от 800 до 1200 нм.
Опосредованное действие связано либо с трансформацией энергии излучения и ее дальнейшей миграцией, либо с передачей этой энергии или эффекта от ее воздействия различными путями и способами. Основными проявлениями этого действия могут быть переизлучение клетками электромагнитных волн, передача эффекта воздействия низкоэнергетического лазерного излучения через жидкие среды организма, либо передача энергии этого излучения по каналам рефлексотерапии. Экспериментально было установлено, что при лазерном облучении in vitro клеточного монослоя происходит переизлучение этими клетками электромагнитных волн длиной, равной длине волны первичного излучения, на расстоянии до 5 см.
По мнению Н.Ф. Гамалеи, применение ВЛОК показано при сахарном диабете, заболеваниях щитовидной железы [Гамалея Н.Ф и др., 1991].
Лечебный эффект ВЛОК обусловлен его способностью оказывать иммунокорригирующее действие путем нормализации межклеточных взаимоотношений субпопуляции Т-лимфоцитов и увеличения количества иммунокомпетентных клеток в крови. Это в свою очередь повышает функциональную активность В-лимфоцитов, усиливает иммунный ответ, снижает тяжесть интоксикации и улучшает состояние больных [Сергиевский B.C. и др., 1991].
Чрескожное (транскутанное) лазерное облучение крови
Наряду с внутривенным инвазивным облучением крови в настоящее время широко применяется также метод чрескожного (транскутанного) лазерного облучения крови.
Возможность местного чрескожного воздействия на кровь базируется на том, что лазерное излучение в ИК области сравнительно хорошо проникает через кожный покров на глубину до 50—70 мм и может достичь кровь, протекающую в вене, артерии или микроциркуляторном русле. Проникающая способность красного лазерного излучения намного меньше, однако, при применении лазерного излучения с мощностью более 10 мВт контактным методом по проекции крупной вены создаются условия, позволяющие проводить неинвазивное облучение крови.
Возможность местного чрескожного воздействия на кровь базируется на том, что лазерное излучение в ИК области сравнительно хорошо проникает через кожный покров на глубину до 50—70 мм и может достичь кровь, протекающую в вене, артерии или микроциркуляторном русле. Проникающая способность красного лазерного излучения намного меньше, однако, при применении лазерного излучения с мощностью более 10 мВт контактным методом по проекции крупной вены создаются условия, позволяющие проводить неинвазивное облучение крови.
При всей схожести метод внутривенного и транскутанного облучения крови далеко не идентичны. При внутривенном облучении крови происходит облучение крови и сосудистой стенки. Лазерная энергия, поглощенная тканями за пределами сосудистого русла, минимальна. При транскутанном облучении крови ситуация обратная.
До крови доходит лишь малая часть световой энергии от лазерного аппарата. Лазерный луч в тканях по причине многочисленных отражений быстро теряет когетентость и поляризованность, становится расфокусированным. Кроме того, лазерному облучению подвергается определенный объем тканей, включающих все слои кожи, сосуды, нервы, лимфатические узлы, даже мышцы и кости.
Точки акупунктуры также могут подвергаться облучению. Важно отметить, что облучение разных отделов кожи может приводить к облучению различных структур. На фоне всего этого имеет место и облучение крови. Брилль Г.Е. (1994), рассматривая вопросы терминологии и механизмов действия, предлагает четко указывать зону облучения, а не только сообщать о транскутанном облучении крови. Он справедливо указывает на выраженный эффект лазерного облучения кожи, который может превалировать при транскутанном методе облучения крови.
Но, несмотря на неоднозначность механизмов действия, чрескожное воздействие красным или инфракрасным лазером широко применяется для неинвазивного лазерного облучения крови в кубитальной вене, особенно у детей, а также у больных, которым инвазивное облучение крови технически трудноосуществимо.
Гаспарян Л.В., Брилль Г.Е. Провели исследования по влиянию НИЛИ на миграцию стволовых клеток («АКТИВАЦИЯ МИГРАЦИИ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК IN VITRO ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ».) В исследованиях показана высокая миграционная способность стволовых клеток костного мозга в область повреждения.
С учетом роли стволовых клеток в процессах репарации и регенерации, авторами была выдвинута гипотеза о возможном повышении функциональной активности стволовых клеток при воздействии НИЛИ. Результаты исследования подтвердили гипотезу о чувствительности стволовых клеток к лазерному излучению. Активация направленной миграцию стволовых клеток по градиенту SDF-1a после лазерного облучения открывает перспективы для более широкого применения лазерного излучения в трансплантологии и гематологии.