Введение
Глава 1. Литературный обзор 25
1.1. Термомеханическое действие лазерного излучения на хрящевую ткань 27
1.2. Фазовые переходы и химические процессы при лазерном облучении хрящевой ткани 27
1.3. Параметры лазерного воздействия 28
1.4. Механизмы управляемого изменения формы хрящевой ткани 28
1.5. Изменение гидравлической проницаемости хрящевой ткани в результате лазерного воздействия 29
1.6. Механизмы лазерной регенерации биологических тканей 30
1.7. Лазерная септохондрокоррекция: физические основы технологии и оборудования 30
1.8. Термомеханическое лазерное воздействие на ткани межпозвонкового диска 31
1.9. Эксперименты in vivo по лазерной реконструкции межпозвонковых дисков 1.10. Моделирование заболеваний суставного хряща 32
1.11. Биофункциональные наночастицы для лазерной инженерии хрящей 32
1.12. Лазерные технологии в офтальмологии
1.12.1. Лазерные операции по нормализации внутриглазного давления 33
1.12.2. Воздействие лазерного излучения на термомеханические свойства роговицы глаза 34
1.12.3. Воздействие лазерного излучения на пленки вторичной катаракты 35
1.13. Выбор параметров лазерного облучения 36
Выводы по результатам главы 1 39
Глава 2. Термическое воздействие лазерного излучения, приводящее к изменению формы биологической ткани 40
2.1. Теоретическая модель лазерного нагрева при внешнем механическом воздействии на поверхность биологической ткани 40
2.2. Численное моделирование лазерного нагрева биологической ткани при внешнем механическом воздействии на ее поверхность 44
2.3. Численная оценка степени влияния параметров лазерного воздействия на температурное поле 48
2.3.1. Подбор диапазона параметров для численного моделирования 48 2.3.2. Результат численного эксперимента. Характерное трехмерное распределение температурного поля 51
2.3.3. Связь теоретической модели и эксперимента по определению температуры 68
2.4. Эффективность контрольной системы, обеспечивающей сохранение
функциональных свойств носовой перегородки при лазерном изменении формы .71
2.4.1. Оценка эффективности контрольной системы, основанной на показаниях термопары, расположенной на периферии лазерного пучка 71
2.4.2. Методика калибровки термопарного датчика контрольной системы лазерного септохондрокорректора 74
Выводы по результатам Главы 2 77
Глава 3. Лазерно-индуцированные поля напряжений в биологической ткани 79
3.1. Теоретическое моделирование поля термонапряжений в биологическом объекте при поверхностном и объемном лазерном облучении 79
3.2. Управление температурным полем и полем термонапряжений в биологической ткани с помощью введения наночастиц 87
3.3. Особенности взаимодействия лазерного излучения с биологической тканью при ее модификации контрастирующими добавками 94
3.4. Лазерно-индуцированные давления при воздействии импульсно-периодического лазерного излучения на биологические ткани в широком диапазоне длительностей лазерных импульсов 3.4.1. Воздействие коротких импульсов лазерного излучения на биологические ткани 99
3.4.2. Воздействие относительно длинных импульсов лазерного излучения на биологические ткани 105
3.5. Модель образования пор при лазерном воздействии 108
Выводы по результатам главы 3 111
Глава 4. Механизмы управляемого изменения формы реберного хряща с сохранением ее функциональных свойств. Эффект лазерно-индуцированного нелинейного термомеханического поведения хрящевой ткани 113
4.1. Теоретическое и экспериментальное определение оптимальных режимов лазерной коррекции формы реберного хряща 113
4.2. Лазерное изготовление хрящевых имплантатов заданной кривизны 118
4.3. Эффект лазерно-индуцированного неаддитивного термомеханического поведения хрящевой ткани 121
4.4. Лазерно-индуцированное изменение пористой системы 124
Выводы по результатам главы 4 127
Глава 5. Механизмы лазерно-индуцированной регенерации суставного хряща 128
5.1. Управляемая регенерация под действием лазерного излучения 128
5.2. Изготовление диагностических матриц для определения типа новообразованной ткани. Эффективность поверхностного лазерного наплавления трехкомпонентной среды с сохранением функциональности легкоплавкой составляющей
5.2.1. Теоретическое описание процесса лазерного плавления трехкомпонентной среды без повреждения чувствительных элементов диагностических матриц 143
5.5.1. Экспериментальное исследование процессов лазерной наплавки диагностических матриц на длине волны 810 нм 149
5.2.1. Экспериментальное исследование процессов лазерной наплавки диагностических матриц на длине волны 532 нм 150
5.3. Численная оценка максимальной плотности наплавления 153
5.4. Влияние термопластичности на максимальную плотность наплавления 153
Выводы по результатам главы 5 156
Глава 6. Воздействие лазерного излучения на ткани глаза 158
6.1. Оптимизация технологии удаления плёнок вторичной катаракты 158
6.1.1. Гистологическое исследование исходных образцов 159
6.1.2. Лазерное воздействие на пленки задней капсулы хрусталика 162
6.1.3. Теоретическая модель лазерно-индуцированных деформаций и давлений .164
6.1.4. Сопоставление численного моделирования с экспериментальными данными 173
6.2. Механизм изменения формы роговицы глаза с сохранением ее микроструктуры
и оптических свойств с помощью термомеханического лазерного воздействия 175
6.2.1. Изменение рефракции глаза при совместном воздействии неабляционного лазерного излучения на роговицу и склеру 175
6.2.2. Изменение рефракции глаза при воздействии на роговицу неабляционного лазерного излучения с кольцеобразным распределением интенсивности...180
6.2.3. Теоретическая модель изменения рефракции глаза при неабляционном лазерном воздействии на длине волны 1.56 мкм 183
6.2.4. Структурные изменения в роговице под действием неабляционного лазерного излучения 6.2.5. Оптические методы регистрации структурных изменений в роговице
глаза при лазерном воздействии - основа создания контрольных систем
с обратной связью 191
6.3. Нормализация внутриглазного давления за счет изменения гидравлической
проницаемости склеры глаза 198
6.3.1. Механизм изменения гидравлической проницаемости склеры под действием лазерно-индуцированного поля термонапряжений 199
6.3.2. Определение оптимального режима облучения склеры 202
6.3.3. Исследование воздействия лазерного излучения на структуру биологической ткани 206
6.3.4. Клинические результаты гипотензивного эффекта повышения гидропроницаемости склеры 224
6.3.5. Стабилизация пор в склере при эффекте снижения ВГД. Микроскопия структурированного облучения с высоким разрешением 227
6.3.6. Оптические методы регистрации структурных изменений в склере глаза при лазерном воздействии - основа создания контрольных систем с обратной связью. 229
Выводы по результатам главы 6 231
Заключение 233
Благодарности 236
Список литературы:
