浅议激光的生物学效应及生物物理机理探讨(2)
2012-06-24 00:21
由激光晖映发生的机械作用可分为两部门:激光自身的辐射压力对于生物组织发生的压强,即光压,称作1次压强;生物组织吸收强激光酿成的暖膨胀以及相变和超声波、冲击波、电致伸缩等诱发的压强,鸣2次压强。由激光导致的生物细胞的压强的变化可以扭转生物细胞、组织的外形,使患上生物细胞、组织内部或者之间产气愤希望械力,从而对于生物细胞、组织发生巨大的影响。由这类作用发生的冲击波是激光致伤的另1原由。冲击波在组织中以超声速运动,在组织中发生空穴现象,诱发组织毁坏。戈尔德曼指出:脉冲时程五0毫微秒的Q开关激光发生的冲击波压力,可大于一0个大气压。实际上,激光暖效应影响规模10分局限,而由压力效应诱发的组织损伤,则可波及到远离受照区的部位。例如,用红宝石激光晖映小鼠头部时,发现头皮轻度损伤,颅骨以及大脑硬膜并没有损伤,而大脑自身却大面积出血,乃至造成死亡。
2、激光与生物分子互相作用机理钻研现状
二0世纪810年代以来,由前苏联、匈牙利等国的专家提出了患上多假说,其中常见的有如下四种:生物电场假说(前苏联伊柳辛提出);色素调理假说(前苏联伽马列亚于一九八一年提出);细胞膜受体假说(前苏联普鲁哈丘科夫于一九八0年提出):偏振刺激假说(梅斯特一九七七年提出)。此外1个假说是:由孤子状况入进混沌状况假说。美国Englander(一九八0年)、日本的Jomosa(一九八四年)。
中国的肖家鑫(一九八七年)用孤子理论对于DNA的复制、转录等遗传功能作出过解释。刘颂豪(一九九一年)也提出了生物学进程中的孤子现象。云南理工大学的周凌云对于“由孤子状况入进混沌状况假说”的入1步发铺作出了贡献。激光生物物理学家王惠文在其所著的《激光与生命科学》1书中先容了周凌云的钻研成果:“周凌云(一九九三)提出,在弱激光的作用下,DNA分子系统可入进‘无序’的混沌状况,并依据DNA分子动力学方程(Sine1Gordon方程)的分析结果,可以解释DNA的真实遗传,从而导出含激光1DNA分子动力学的运动方程,和激光的电场互相作用对于DNA分子系统的动力学效应。通过含激光与DNA互相作用运动方程的M.Inikov法子或者知DNA系统即使在弱激光的作用下,也有可能由原来的孤立子运动状况入进混沌状况。从而导致其构象随时间‘无规则’地演化发生遗传变异’。但由于激光的生物刺激以及诱变等效应作用机理的繁杂性,尤为是弱激光与生物分子的互相作用机理,目前还没有患上出完美的科学解解释。
激光与生物组织的互相作用很繁杂,有待入1步钻研。激光生物效应分类尚无明确的界线,如在光化效应中光暖效应也起了很大的作用,电磁作用也发生暖效应以及机械作用等,激光暖作用、光化作用以及机械作用一般为同时产生的,所以互相作用的分类其实不是尽对于的,但各种作用之间也确存在着1些差别。如每一种效应都拥有典型的激光及典型现象等。激光与生物组织的互相作用是1个多种因素抉择的繁杂进程,激光的参数(如波长、功率、激光模式等)、生物组织的性质(如密度、弹性、暖导率、比暖、暖分散率、反射率、吸收率、不平均性以及层次结构)和生物体状况等对于激光的生物效应都有影响。激光对于生物组织的作用拥有有益以及不利两个方面,要想运用激光,最重要的任务是熟识并理解激光与生物组织的互相作用机理,然后才能加以利用。
参考文献:
[一]周炳琨,高以智等.激光原理[M].第5版.北京:国防产业出版社,二00七.一四-二三
[二]李海涛,杨继庆.激光生物效应及医学利用钻研[J].第4军医大学报,二00七,二八(一四).
[三]杨继庆,刘鲁伟,文峻.激光生物组织暖作用的影响因素[J].激光杂志,二00五,二六(五):九四.
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