激光的生物学效应

激光与生物组织的相互作用是复杂多样的，激光作用于组织产生的生物效应也有多种形式，与眼病治疗有关的生物学效应主要有三类。

1．热效应 激光被生物组织吸收后，转化为热能，使局部组织温度升高，组织性质发生变化，这就是光热效应。其表现形式有四种，主要取决于靶组织内温度的升高程度。

（1）光温热效应：靶组织接受光照射，组织内温度升高至42～60℃，组织内细胞发生变性、凋亡，这是经瞳孔温热疗法治疗脉络膜新生血管膜、眼底肿瘤的主要作用机制。

（2）光凝固效应：当组织接受更强的激光照射，局部组织内温度升高至60～100℃，引起组织蛋白质和其他大分子的凝固坏死，这是激光治疗眼底病的主要作用机制。

（3）光汽化效应：用比造成光凝固更高能量的激光束照射组织，使之温度升高至沸点以上（100～200℃），细胞内外的液体就会变为水蒸气，失水的细胞皱缩成微粒与水蒸气一起逃逸出去，这就是光汽化。使用CO2激光治疗皮肤浅表病变就是利用的这一效应。

（4）光炭化效应：当组织温度已达到汽化仍持续照射时，温度更高（300～400℃）便发生光炭化作用。该作用主要用于组织切割，如血管性肿物或其他肿物的切除。

2．电离效应 激光是可以实现能量高度集中的光源，它也是一种电磁波。当激光束焦点处的能量达到1010～1014 W／cm2或电场强度超过107 V／cm时，可使物体原子中的电子脱离原子核的束缚，变成自由电子，并形成自由电子与离子共存的等离子体，后者是除气体、液体和固体之外的第四种物态，具有气体的机械性和金属的导电性。等离子体在瞬间的迅速膨胀，使光束焦点处产生一次微型的光学爆破，依靠冲击波和声波等机械力量撕裂组织，在组织切口处没有任何热损伤的痕迹。电离效应临床应用的代表是Q开关Nd：YAG激光晶状体后囊膜光切术。

3．光化学效应 生物组织吸收激光能量，并将光能转变成化学活化能所导致的化学效应称光化学效应，包括光致分解、光致氧化、光致聚合和光致敏化四种类型。光化学效应对激光波长有极强的依赖性，波长越短，光子能量越大，故紫外光发射的光子引起的光化学效应大于可见光。对于光动力学疗法治疗脉络膜新生血管或眼底恶性肿瘤以及准分子激光屈光性角膜手术等，光化学效应是其主要作用机制。