Разработка наносекундного лазерного модуля, встраиваемого в роботизированный многофункциональный хирургический комплекс для малоинвазивной терапии патологии челюстно-лицевой области, и определение эффектов его воздействия на плазму крови

Цель исследования — оценка эффективности возбуждения синглетного кислорода в плазме крови invitro с использованием инфракрасного лазерного излучения с длиной волны 1260±4 нм, генерируемого лазерным импульсным модулем, который предназначен для встраивания в робототехническую хирургическую установку для малоинвазивной хирургии челюстно-лицевой области.

Материалы и методы. В исследовании использовали модель разработанного наносекундного лазера (длина волны 1260±4 нм) с генерированием импульсного сигнала с продолжительностью импульса 400 нс и частотой следования импульсов 500 кГц, диаметр световода — 500 мкм. Для получения плазмы крови применяли пробирки с гепарином натрия с различным временем центрифугирования. Использовали три образца плазмы крови, полученные при различных режимах центрифугирования. Фотохимические измерения проводили в разбавленной нейтральным (pH=7,6) фосфатным буфером плазме крови. Контроль за реакцией выделения синглетного кислорода осуществляли с помощью спектрофотометра по выцветанию при лазерном облучении основной полосы поглощения ловушек.

Результаты. Уменьшение оптической плотности при длине волны спектрофотометра 414 нм достоверно отмечалось во всех трех образцах плазмы крови, эффект составил около 0,04±0,01 за 30 мин облучения. При облучении разбавленной буфером плазмы крови исследуемым инфракрасным лазером в течение 1,5 ч во всех образцах наблюдался достоверный эффект выцветания ловушки. Лазерное излучение в наносекундном импульсном режиме показало результат по выцветанию буфера в 10 раз больший, чем в случае применения лазера, работающего в непрерывном режиме.

Заключение. Проведенные эксперименты выявили эффективную генерацию синглетного кислорода при использовании разработанного лазерного наносекундного импульсного модуля. Небольшие размеры и уникальные характеристики позволяют встраивать его в робототехнический хирургический комплекс.

1. Lehnert M.W. Lasers in medicine and dentistry. Northwest Dent 1996; 75(1): 17–22.
2. Goonewardene S.S., Persad R. Robotic radical prostatectomy, day-case surgery and cardiac health: an opposing paradigm? J Robot Surg 2015, 9(4): 355, https://doi.org/10.1007/s11701-015-0537-9.
3. Пропедевтическая стоматология. Под ред. Бази­­­кя­на Э.А. М: ГЭОТАР-Медиа, 2008; 768 с.
4. Борисенко Г.Г., Лукина Г.И., Базикян Э.А., Кова­лева А.М. Оценка морфологических изменений слизистой оболочки полости рта при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Клиническая медицина 2009; 87(6): 36–38.
5. Krasnovsky A.A. Jr., Drozdova N.N., Roumbal Ya.V., Ivanov A.V., Ambartzumian R.V. Biophotonics of molecular oxygen: activation efficiencies upon direct and photosensitized excitation. Chin Opt Lett 2005; 3: S1–S4.
6. He G.S., Lin T.-C., Dai J., Prasad P.N., Kannan R., Dombroskie A.G., Vaia R.A., Tan L.-S. Degenerate two-photon-absorption spectral studies of highly two-photon active organic chromophores. J Chem Phys 2004; 120(11): 5275, https://doi.org/10.1063/1.1647537 .
7. Chunikhin A.A., Bazikyan E.A., Krasnovsky A.A., Syrnikova N.V., Chobanyan A.G. The prospects for the improvement of the minimally invasive laser technologies for the photodynamic treatment of dental pathologies. Rossiiskaya stomatologiya 2015; 8(2): 70–74, https://doi.org/10.17116/rosstomat20158271-74.

Chunikhin A.A., Sahakyan M.Y., Gazhva S.I., Bazikyan E.A. Development of Nanosecond Laser Module Built in the Robotic Multifunctional Surgical Complex for Minimally Invasive Therapy of Maxillofacial Area Pathology and Estimation of Its Effects on Blood Plasma. Sovremennye tehnologii v medicine 2016; 8(4): 30, https://doi.org/10.17691/stm2016.8.4.04