激光生物效应的机制是什么-激光生物效应包括

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OFweek激光网讯：激光生物效应一般是指激光作用于生物物质可能产生的物理的、化学的或生物的反应,激光生物效应的不同,既取决于激光本身,也取决于生物体的特性,大致可分为以下几种:

1．生物热效应

激光作用于生物体会使其局部温度升高,称为激光生物热效应。生物体生热机制视光子能量而定,低能量光子可引起生物体直接生热,而高能量光子多经过一些中间过程使生物体生热,故生热的途径有2种,其一为吸收生热,生物分子吸收激光特别是红外激光光能,本身运动动能增加,温度升高。其二为碰撞生热,生物分子吸收激光光能跃迁到某一激发态,在返回到原来的能态或其他低能态时与周围其他生物分子发生多次碰撞,同样使周围分子运动动能增加温度升高。激光生物热效应的对外表现为生物体局部温度升高、汽化、切开、凝固等。

2．生物光化效应

激光生物光化效应又称激光生物光化反应,是指在激光的作用下,使生物物质产生理化反应,或使其反应定向及加剧等。生物物质所以能生长发育、修复和繁育等,其中生化反应是主要因素之一。激光生物光化反应可分为原初光化反应和继发光化反应两个阶段,当生物分子吸收一个或多个光子能量以后,受激跃迁到某一激发状态,在它返回到基态又不返回到原来的能量状态的驰豫过程中,多出来的能量消耗在本身化学键断裂或形成新键上所发生的化学反应称为原初光化反应。通常在此过程中形成大多具有高度化学活性的中间产物,这些极不稳定的中间产物继而进行化学反应直形成稳定产物,这种光化反应称为继发光化反应。

激光的生物效应可作用于生物体不同层次：①超短脉冲激光作用于蛋白质可引发光生化反应，改变酶的活性、定向催化而不损伤活细胞；②氩离子激光可损伤染色体，红宝石激光会抑制DNA表达；前苏联学者Н.Ф.Гамалея提出弱激光可调节蛋白质成；③激光可引起胶凝，破坏细胞核，损伤线粒体；而前苏联学者А.А.Профончуков提出，氦氖激光被膜受体吸收后可使细胞光致敏化，产生活化效应，提高蛋白质成系统活性，增加有丝分裂；④氦氖激光和脉冲红宝石激光对某些细菌生长有影响：能量小时有促进作用，能量大时有抑制作用；⑤红宝石激光弱强度照射可提高白细胞噬菌功能，CO2激光辐照腰间穴位使细胞数增加等。

3．生物机械效应

当生物组织吸收激光能量时,可近似地把生物组织当作单相水样溶液,可能发生2种现象:如果能量密度超过某一阈值,就会产生蒸发并伴械波;若能量密度低于该阈值,就只产生机械波而无蒸发。另外激光可通过电场与生物物质起作用,可产生电致伸缩,自聚集,自俘获及受激布里渊散射等现象.这些现象可伴生机械作用。

4．生物电磁场效应

高功率密度激光作用于生物组织会引起生物组织变化,这是因为激光是电磁波。激光与生物组织相互作用实质上是电磁场与生物组织相互作用,在这种作用中主要是电场起作用。激光的电场强度与激光的功率密度有关。高功率密度激光作用于生物组织,有可能在生物组织内产生光学谐波,发生电致伸缩,导致喇曼散射等,可使生物组织电系统发生变化。

5．生物效应

激光作用于生物组织,在不引起不可逆损伤时,会引起生物体的某些应答性反应,这种效应叫作激光生物效应。生物体对这种的某些应答性反应可能是兴奋,也可能是抑制,由激光和生物体两者性质而定。由实验得知,这种可引起机体的免疫功能,血液循环、血红蛋白成、糜蛋白酶活性及白细胞噬菌作用等的应答性反应,在适的条件下,这种应答性反应是有益的,它有利于生物的生存和延续。

当激光照射生物组织时，不是对生物组织直接造成不可逆性的损伤，而只是产生某种与超声波、、针灸和热的物理因子所获得的与生物作用相类似的效应，成为激光生物效应。这种生物效应是低功率激光作用的结果，无法用前述的作用来解释。我们把产生生物效应的激光叫做“弱激光”。当用弱激光照射生物体时，激光是一种源。生物体对这种的应答反应可能是兴奋，也可能是抑制。目前已知弱激光照射可以影响机体的免疫功能，对经组织和功能有作用，还可以引起生物机体内一系列其他的生物效应，对某些有一定的防治效果。

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