Лазероиндуцированное кипение биологических жидкостей в медицинских технологиях

С применением оптических и акустических методов изучены тепловые и транспортные процессы, вызванные кипением биологических жидкостей под действием непрерывного лазерного излучения умеренной мощности (1 – 10 Вт) ближнего ИК диапазона (0.97 – 1.94 мкм), доставляемого с помощью оптического волокна. Эти процессы исследованы в ходе нескольких конкретных клинических процедур, направленных на модификацию и удаление патологических образований (вены, кисты молочной железы, кисты Беккера) и регенерацию тканей (межпозвонковые диски). В предлагаемом подходе модификация и разрушение биотканей происходят не путем их прямого лазерного нагрева, а за счет быстрой доставки тепла двухфазными струйными потоками, формирующимися при кипении жидкости. Это одновременно обеспечивает высокую скорость доставки тепла к патологической биоткани, исключает ее перегрев (температуру выше 100 °С), а также нежелательный нагрев близлежащих тканей. Выявлено два основных режима лазероиндуцированного кипения вблизи торца волокна: гетерогенное струйное кипение (возникает при использовании волокна с черненым торцом) и гомогенное кипение (при поглощении излучения в объеме жидкости). Оба исследованных режима позволяют получать высокие значения удельного теплового потока, а доминирование того или иного режима кипения определяется наличием поглощающего покрытия на торце волокна, типом ткани, а также ее формой (например, существованием в ткани полостей или каналов). Установлено, что гетерогенное струйное кипение на торце волокна соответствует режиму сверхинтенсивного пузырькового кипения.