Медицинский лазер своими руками

Евросамоделки — только самые лучшие самоделки рунета! Как сделать самому, мастер-классы, фото, чертежи, инструкции, книги, видео.

Самодельный аппарат лазерной терапии

Предназначен для осушее твлення физиотерапевтического воздействия на организм человека, аналогичного воздействию лазерного излучения.

Лазерное излучение, как средство терапевтического воздействия, все шире внедряется в клиническую практику. Вместе с тем, высокая стоимость источников лазерного излучения делает недоступным использование этих приборов в домашних условиях. Однако, если принять во внимание, что лазер является источником электромагнитного излучения оптического диапазона, вполне оправданно использование альтернативного варианта лазерным физиотерапевтическим приборам — приборов с применением инфракрасных светодиодных излучателей. Подобный прибор уже разрабоian Томским институтом радиоэлектроники и выпускается под названием «Изель». Стоимость его порядка 60 $. В данном материале изложена технология изготовления прибора для создания эффекта лазеротерапии, рекомендации по его использованию.

На рис. 1 представлена электрическая принципиальная схема прибора, который состоит из следующих основных функциональных узлов: мультивибратора, собранного на транзисторах VT1 и VT2; точечного излучателя на евстодноде инфракрасного диапазона VD5; излучателя для воздействия на площадь — светодиоды VD1 . VD4; индикаторы излучения HLI и HL2. В качестве корпуса прибора использован корпус от плоского карманного фонаря. По размеру его стекла из листового пластика толщиной 0,2 — 0,4 мм вырезается основание для размещения евстодиодов излучателей (см.рис.3). Индикаторные светодиоды вклеиваются в корпус прибора. Их крепление можно осуществить также и следующим образом: на корпусе светодиода аккуратно нарезается резьба М4; в корпусе прибора нарезается аналогичная резьба; перед вкручиванием резьбы заполнить клеем «Момент». Соединение индикаторных евстодиодов и евстодиодов излучателя показано на рИС.4. Остальные элементы прибора смонтированы на печатной плате (рис.2). Выключатель питания — штатный, от карманного фонаря.

Переключателем SAI выбирается режим излучения: импульсный или непрерывный. Переключатель SA2 обеспечивает работу прибора по точечному облучению пли облучению участка тела. Резистором R8 производится выбор частоты оптических импульсов (20 . 120 Гц). При правильном монтаже и исправных радиоэлементах прибор не нуждается в наладке.

Источник

Самодельный аппарат для лечения светом

В статье, ниже рассмотрим простой прибор для лечения инфракрасным (ИК) и лазерным излучением.

Фототерапия (светолечение) широко используется в медицине — это лечение воздействием на пациента яркого источника света: лазеры, светодиоды, флуоресцентные и дихроические лампы в течение определённого времени.

Инфракрасное излучение проникает в ткани организма на глубину 3-5 см.

Глубина проникновения лазерного излучения зависит от мощности применяемого лазера.

Обычно применяют лазеры мощностью от 2 до 50 мВт. В данном случае использована лазерная указка мощностью до 1 мВт. Указку без всякой переделки можно использовать для стимуляции биологически активных точек в режиме успокоения.

А вместо прибора инфракрасного излучения можно использовать пульт управления телевизором в приближении к телу.

Однако существуют проверенные временем параметры импульсов, оптимально подходящие для воздействия на человека. Частота таких импульсов должна быть в пределах 50-100 Гц, модуляция от 0,5 до 3 секунд.

Схема прибора опробована на лазере из лазерной указки и двух ИК светодиодах

Схема представляет собой (см. рис. ниже) два мультивибратора, суммирующие свои импульсы на транзисторе. Мультивибратор на элементах DD1.1, DD1.2 вырабатывает импульсы частотой 66 Гц. А мультивибратор на элементах DD1.3, DD1.4 вырабатывает импульсы периодом 1,2 с.

Транзистор VT1 работает на нагрузку только в половину периода (0,6 с) второго генератора. Один логический элемент выдает на выходе в режиме логического ноля ток 5 мА. Поэтому выходы логических элементов DD1.5, DD1.6 соединены вместе для увеличения выходного тока до 10 мА. Это допустимо для элементов, расположенных на одном кристалле.

Нагрузкой транзистора может служить как лазер из лазерной указки, так и два инфракрасных светодиода АЛ107Б. Можно сделать переключатель светодиодов (лазерная — ИК терапия). Питание прибора осуществляется от трех элементов типа А13, которые используются для питания лазерной указки.

Печатная плата для прибора в корпусе лазерной указки

Лазерная указка разбирается и осторожно выпаивается кнопка. Печатная плата укорачивается бокорезами по резистор. Изготовленная плата припаивается к полоске фольги. Кнопка вставляется в новую плату. Корпус указки удлиняется пластмассовой трубкой. Хорошо подходит пластмасса от бутылок.

Плюс питания надо провести проводом к микросхеме и корпусу лазера. Конденсаторы на плате устанавливаются с обратной стороны и припаиваются к выводам резисторов. Если нет необходимости делать портативный прибор, то микросхему 564ЛН2 можно заменить на К561ЛН2. Сделать печатную плату в этом случае не составит большого труда.

P.S. Можно использовать другой корпус и источник питания от сети, мощнее светодиоды и на выходе добавить более мощный транзистор. Если использовать R1 и R3 переменными, можно регулировать частоту и модуляцию импульсов.

Фототерапия обладает доказанной клинической эффективностью в лечении обыкновенных угрей, сезонных аффективных расстройств, и является частью стандартного лечения при «синдроме позднего засыпания».

Недавно было показано, что светолечение действенно также в лечении несезонных депрессий.

Светолечение оказывает также определённый положительный эффект при псориазе, экземе, нейродермите.

Источник

Как сделать лазерную указку своими руками

Лазерная указка — полезный предмет, предназначение которого зависит от мощности. Если она не очень велика, то луч можно наводить на удаленные предметы. В этом случае указка может играть роль игрушки и использоваться для развлечения. Она же может нести и практическую пользу, помогая человеку показывать на тот объект, о котором он говорит. Используя подручные предметы, можно изготовить лазер своими руками.

Кратко об устройстве

Лазер был изобретен в результате проверки теоретических предположений ученых, занимающихся еще только начавшей тогда зарождаться квантовой физикой. Принцип, положенный в основу лазерной указки, был предсказан Эйнштейном еще вначале XX в. Недаром это приспособление так называется — «указка».

Более мощные лазеры используются для выжигания. Указка дает возможность реализовать творческий потенциал, например, с их помощью можно выгравировать на дереве или на оргстекле красивый качественный узор. Самые мощные лазеры могут разрезать металл, поэтому они применяются в строительных и ремонтных работах.

Принцип действия лазерной указки

По принципу действия лазер представляет собой генератор фотонов. Суть явления, которое лежит в его основе, состоит в том, что на атом оказывает воздействие энергия в виде фотона. В результате этот атом излучает следующий фотон, который движется в том же направлении, что и предыдущий. Эти фотоны имеют одну и ту же фазу и поляризацию. Разумеется, излучаемый свет в этом случае усиливается. Такое явление может произойти только в отсутствии термодинамического равновесия. Чтобы создать индуцированное излучение, применяют разные способы: химические, электрические, газовые и другие.

Само слово «лазер» возникло не на пустом месте. Оно образовалось в результате сокращения слов, описывающих суть процесса. На английском полное название этого процесса звучит так: «light amplification by stimulated emission of radiation», что на русский переводится как «усиление света посредством вынужденного излучения». Если говорить по-научному, то лазерная указка — это оптический квантовый генератор.

Подготовка к изготовлению

Как говорилось выше, можно сделать лазер своими руками в домашних условиях. Для этого следует подготовить следующие инструменты, а также простые предметы, которые практически всегда имеются в домашнем обиходе:

отвертку;
нож;
паяльник;
напильник;
вышедший из строя DVD-привод с исправным лазерным диодом;
маломощную лазерную указку;
2 резистора на 1 Ом;
3 аккумулятора типа AAA;
конденсаторы на 100 мкФ и на 0,1 мкФ.

Этих материалов хватит, чтобы выполнить все работы по изготовлению как простого, так и мощного лазера своими руками.

Самостоятельная сборка лазера

Потребуется найти дисковод. Главное, чтобы его лазерный диод был исправен. Конечно, дома такого предмета может и не быть. В этом случае его можно приобрести у тех, у кого он есть. Зачастую люди выбрасывают оптические приводы, даже если их лазерный диод еще работает или продают их.

Выбирая привод для изготовления лазерного устройства, нужно обращать внимание на фирму, в которой он был выпущен. Главное, чтобы этой фирмой не была Samsung: приводы от этого производителя оснащены диодами, которые не имеют защиту от наружного воздействия. Следовательно, такие диоды быстро загрязняются и подвергаются тепловым нагрузкам. Они могут быть повреждены даже в результате легкого прикосновения.

Лучше всего для изготовления лазера подходят приводы от компании LG: каждая их модель оснащается мощным кристаллом.

Важно, чтобы привод при использовании по прямому назначению мог не только считывать, но и записывать информацию на диск. В записывающих принтерах есть инфракрасный излучатель, необходимый для сборки лазерного устройства.

Работа заключена в следующих действиях:

Разборка DVD-привода. Это нужно делать максимально осторожно, так как находящиеся внутри детали очень хрупкие.
После разборки корпуса без труда можно заметить нужный компонент. Он представляет собой маленькое стеклышко, находящееся в передвижной каретке. В нем находятся пара диодов и линза. Луч способен навредить зрению, поэтому ни в коем случае нельзя направлять его в глаза, даже если он находится на расстоянии 100 м.
Как только кристалл будет извлечен, нужно сразу же перевязать его концы проводами без изоляции. В результате образуются два выхода напряжения. К одному из них необходимо с помощью паяльника присоединить малый конденсатор, имеющий полярность «-«. К другому выходу также с помощью паяльника прикрепляется второй из заготовленных ранее конденсаторов. Его полярность «+».
Питаться лазерная установка должна током напряжением 3 В и силой около 300 мА. Можно использовать три простых пальчиковых батарейки или аккумулятор мобильного телефона. Если скорость записи разобранного привода была небольшой, то и сила тока тоже может быть небольшой, например, всего 200 мА. Если же скорость была больше, то и силу тока следует увеличить.
Коллиматор можно изготовить из оптической линзы. Ее можно взять из простейшей лазерной указки китайского производства.

Готовая лазерная указка, сделанная своими руками, может с легкостью разрезать целлофановые пакеты и моментально взрывать воздушные шары. Если же навести этот самодельный прибор на деревянную поверхность, то луч сию же минуту прожжет ее. При использовании необходимо соблюдать меры осторожности.

Источник

Механизмы низкочастотной лазерной терапии и светотерапии

Введение

Возможность использования низкоинтенсивного света видимого или ближнего инфракрасного диапазона в целях уменьшения боли, воспалительных процессов и отека, заживления ран и предотвращения повреждения тканей известно уже почти сорок лет с момента изобретения лазеров. К первоначальным свойствам лазерного излучения (холодный лазер) на сегодняшний день добавились и новые, включая фотобиомодуляцию и фотобиостимуляцию с использованием некогерентного света. Несмотря на многочисленные сообщения о положительных результатах экспериментов, проведенных in vitro, в моделях на животных и в рандомизированных контролируемых клинических испытаниях, вопрос о НИЛТ остается нерешенным, что, вероятно, связано с двумя основными причинами. Во-первых, не полностью понятны биохимические механизмы, лежащие в основе положительных эффектов от лазерной терапии. Во-вторых, сложность рационального выбора среди большого количества параметров излучения, таких как длина волны, плотность, интенсивность, структура импульса и продолжительность терапии, привела к публикации ряда как негативных, так и положительных отзывов. В частности, наблюдалась реакция применения двухфазной дозы облучения, когда низкоинтенсивный свет имел гораздо лучший эффект относительно высокоинтенсивного излучения. Настоящий вводный обзор будет посвящен некоторым из предложенных клеточных хромофоров, ответственных за влияние видимого света на клетки млекопитающих, включая цитохром с-оксидазу (с пиками поглощения в ближней инфракрасной спектральной области) и фотоактивные порфирины. Предполагается, что митохондрии являются вероятным сайтом начальной реакции организма на свет, приводя к увеличению синтеза АТФ, модуляции активных форм кислорода и индукции транскрипционных факторов. Эти эффекты, в свою очередь, приводят к увеличению пролиферации и миграции клеток (в частности, фибробластов), модуляции цитокинов, факторов роста и медиаторов воспаления и повышенной оксигенации тканей. Результаты этих биохимических и клеточных изменений у животных и пациентов включают такие преимущества, как ускорение заживления ран, улучшение прогнозов при спортивных травмах, уменьшение боли при артрите и невропатии, а также быструю реабилитацию после сердечных приступов, инсульта, повреждения нервной ткани.

ИСТОРИЯ

В 1967 году, спустя несколько лет после того, как был изобретен первый рабочий лазер, Эндре Местер из Университета Семмельвейса в Будапеште, Венгрия, захотел проверить, может ли лазерное излучение провоцировать рост раковых клеток у мышей [1]. Сбрив волосы на спине, Местер разделил мышей на две группы и подверг низкоинтенсивным излучением рубиновым лазером (694 нм) одну группу. К его удивлению волосы на обработанной лазерной терапией группе выросли быстрее. Это была первая демонстрация «лазерной биостимуляции». С тех пор медицинское лечение источниками когерентного света (лазерами) или некогерентным светом (светоизлучающие диоды, светодиоды) начало интенсивно развиваться в медицине. В настоящее время в области физической терапии во многих частях мира практикуется низкоинтенсивная лазерная терапия (НИЛТ), также известная как «холодный лазер», «мягкий лазер», «биостимуляция» или «фотобиомодуляция». Фактически, светотерапия является одним из самых старых терапевтических методов, используемых людьми (исторически как светотерапия у египтян, а позже как УФ-терапия, благодаря которой Нильс Финсен стал обладателем Нобелевской премии в 1904 году [2]). Использование лазеров и светодиодов в качестве источников света стало следующим шагом в технологическом развитии светотерапии. В НИЛТ вопрос уже не в том, имеет ли свет биологические эффекты, а в том, как энергия от терапевтических лазеров и светодиодов работает на клеточном и органном уровнях и каковы оптимальные параметры света для различных источников света.

Одним из важных моментов, которые были продемонстрированы в многочисленных исследованиях в клеточных культурах [3], моделях животных [4] и в клинических исследованиях, является концепция двухфазного дозозависимого эффекта, когда результат сравнивается с общей суммарной плотностью энергии света (флюенсом). Причина, по которой метод называется низкоинтенсивным, заключается в том, что существует оптимальная доза света для любого конкретного применения, а дозы ниже этого оптимального значения или, что более важно, больше оптимального значения, будут иметь уменьшенный терапевтический результат, а зачастую высокие дозы света могут привести к отрицательному результату. Возможно, существуют три основные области медицины и ветеринарной практики, в которых НИЛТ играет важную роль (рисунок 1). Это: (i) заживление ран, восстановление тканей и предотвращение клеточной смерти; (ii) облегчение воспаления при хронических заболеваниях и травмах с его ассоциированной болью и отеком; (iii) облегчение нейрогенной боли. Предлагаемые пути объяснения механизмов НИЛТ должны в идеале быть применимы ко всем этим условиям.

БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ

Фотобиология тканей

В первом законе фотобиологии говорится, что для видимого света малой мощности, имеющего какое-либо влияние на живую биологическую систему, фотоны должны поглощаться электронными полосами поглощения, принадлежащими некоторому молекулярному хромофору или фотоацептору [5]. Один из подходов к нахождению идентичности этого хромофора – осуществление спектрального воздействия. Графическое изображение, представляющее биологический ответ в зависимости от длины волны, частоты или энергии фотонов должно совпадать со спектром поглощения молекулы фотоацептора. Тот факт, что структурированный спектр действия может быть построен графически поддерживает гипотезу о существовании клеточных фотоацепторов и сигнальных путей, стимулируемых светом.

Второе важное соображение касается оптических свойств ткани. Как поглощение, так и рассеяние света в ткани зависят от длины волны выше в синей области спектра, чем в красной, так и основной хромофор ткани (гемоглобин) имеет высокую поглощающую способность волн короче 600 нм. По этим причинам существует так называемое «оптическое окно». Вода начинает значительно поглощать свет при длинах волн больше 1150 нм. По этим причинам в тканях, подвергнутых воздействием красного и инфракрасного спектров, имеется так называемое «оптическое окно», где максимальное проникновение света в ткань максимизируется (рис. 2). Поэтому, хотя синий, зеленый и желтый свет может оказывать значительное влияние на клетки, растущие в оптически прозрачной культуральной среде, использование НИЛТ у животных и пациентов почти исключительно связано с красным и ближним инфракрасным светом (600-950 нм).

Рисунок 2. Оптическое окно ткани вследствие уменьшения поглощения красной и ближней инфракрасной длин волн (600-1200 нм) тканевыми хромофорами.

Спектры действия

В 1989 году было высказано предположение о том, что механизм действия НИЛТ на клеточном уровне основан на поглощении монохроматического видимого и NIR-излучения компонентами цепи переноса электронов клеток [6]. Внутренняя митохондриальная мембрана содержит 5 комплексов интегральных мембранных белков: NADH-дегидрогеназу (комплекс I), сукцинатдегидрогеназу (комплекс II), цитохром-редуктазу (комплекс III), цитохромоксидазу (комплекс IV), АТФ-синтазу (комплекс V) и двух свободно диффундирующих молекул убихинона и цитохрома с, которые перемещают электроны от одного комплекса к другому (рис. 3). Дыхательная цепь совершает ступенчатый перенос электронов от NADH и FADH2 (образующихся в цикле лимонной кислоты) к молекулам кислорода с образованием (с помощью протонов) молекул воды, используя энергию, выделяемую этим протонным переносом, на перекачку протонов (H+) от матрицы к межмембранному пространству. Протонный градиент, образованный мембранным процессом активного транспорта, образует миниатюрный аккумулятор. Протон может проходить обратно вниз по этому градиенту, возвращаясь к матрице, только через другой комплекс интегральных белков во внутренней мембране, комплекс АТФ-синтазы.

Рис 1. Структура и принцип работы цитохром с-оксидазы.

Спектры поглощения цитохром с-оксидазы, полученные в разных состояниях окисления, были зарегистрированы и оказались очень похожими на спектры действия для биологических реакций на свет. Поэтому было предложено, чтобы цитохром с-оксидаза являлась основным фотоакцептором для красного и NIR-диапазона в клетках млекопитающих [7] (рисунок 4). Цитохром с-оксидаза содержит два центра железа, haem a и haem a3 (также называемые цитохромами a и a3) и два медных центра CuA и CuB [8]. Полностью окисленная цитохромоксидаза имеет как атомы железа в степени окисления Fe(III), так и атомы меди в степени окисления Cu(II), в то время как полностью восстановленная цитохрома c-оксидаза имеет железо в степени окисления Fe(II) и меди Cu(I). Существует много промежуточных смешанно-валентных форм фермента и других координатных лигандов, таких как CO, CN и формиат. Все эти отдельные окислительно-восстановительные состояния фермента имеют разные спектры поглощения [9], что, вероятно, объясняет незначительные различия в спектрах действия НИЛТ, о которых сообщалось. В недавней работе группы Karu [10] приведены следующие диапазоны длин волн для четырех пиков в спектре действия НИЛТ: 1) 613,5 — 623,5 нм, 2) 667,5 — 683,7 нм, 3) 750,7 — 772,3 нм, 4) 812,5 — 846,0 нм.

Рисунок 5. Спектр действия НИЛТ в культуральных клетках, у животных и пациентов. Представленные данные являются объединением многих отчетов из нескольких лабораторий.

В исследовании, проведенном Pastore et al [11], изучалось влияние излучения He-Ne лазера на цитохром c-оксидазу. Было обнаружено повышенное окисление цитохрома c и увеличение скорости переноса электронов. Артюхов и его коллеги обнаружили [12] повышенную ферментативную активность каталазы после воздействия He-Ne.

Поглощение фотонов молекулами приводит к электронно-возбужденным состояниям последних и, следовательно, может привести к ускорению реакций в дыхательной цепи [13]. Ускорение электронного транспорта обязательно приводит к увеличению производства АТФ [14]. Увеличение синтеза АТФ и увеличение градиента протонов приводит к увеличению активности антипортеров Na+/H+ и Ca2+/Na+ и всех АТФ-зависимых ионных транспортеров, таких как Na+/K+ АТФаза и Са2+. АТФ является субстратом для аденилатциклазы, поэтому уровень АТФ контролирует уровень цАМФ. Оба Ca2+ и cAMP очень важны для вторичных мессенджеров. Особенно это касается ионов кальция, которые регулируют почти каждый процесс в организме человека.

В дополнение к опосредованному цитохром с-оксидазой увеличению производства АТФ НИЛТ может ускорять и другие механизмы. Первым из них мы рассмотрим «гипотезу синглетного кислорода». Некоторые молекулы, поглощающие видимый спектр, такие как порфирины, и не имеющие в активных центрах металлов с переходной валентностью [15], а также некоторые флавопротеины [16], после поглощения фотона могут на продолжительное время переходить возбужденное состояние, впоследствии имея возможность взаимодействовать с кислородом, что будет приводить к образованию реакционноспособного синглетного кислорода. Это та самая молекула, которая используется в фотодинамической терапии (PDT) для уничтожения раковых клеток, разрушения кровеносных сосудов и уничтожения микробов. Исследователи PDT давно знают, что очень низкие дозы PDT могут вызвать пролиферацию клеток и стимуляцию тканей вместо убийства, наблюдаемого при высоких дозах [17].

Следующим предложенным механизмом была «гипотеза изменения редокс-свойств» [18]. Изменение метаболизма митохондрий и активация дыхательной цепи путем светового воздействия также увеличило бы производство супероксидных анионов O2•-. Было показано, что клеточное образование O2- зависит в основном от метаболического состояния митохондрий. Другие окислительно-восстановительные цепи в клетках также могут быть активированы НИЛТ. NADPH-оксидаза представляет собой фермент, обнаруженный на активированных нейтрофилах и способный к немитохондриальной окислительной вспышке, индуцируя образование больших количеств ROS [19]. Эти эффекты зависят от физиологических параметров организма, а также от параметров излучения.

Активность цитохром c-оксидазы подавляется оксидом азота (NO). Это ингибирование митохондриального дыхания NO, являясь обратимым процессом, может быть объяснено прямой конкуренцией между NO и O2 на восстановленном двухъядерном центре CuB/a3 цитохром c-оксидазы [20]. Было предложено, что лазерное излучение способно нивелировать подобный процесс и, таким образом, повышая скорость дыхания (NO гипотеза) [21]. Недавно опубликованные данные Karu et al. [21], косвенно подтверждают эту гипотезу. Другим доказательством участия NO в ответах на НИЛТ является увеличение продукции NO-синтазы при воздействии светом (635 нм) [22]. Хотя оба наблюдения подтверждают гипотезу зависимости уровня NO в ответ на НИЛТ, отклик на разные длины волн в различных исследовательских моделях могут регулироваться различными механизмами.

Клеточный сигналинг

Комбинация продуктов окислительного потенциала и восстановительной способности связанных редокс-пар, присутствующих в клетках и тканях, представляет собой окислительно-восстановительную среду (редокс-состояние) клетки. К окислительно-восстановительным парам, присутствующим в клетке, относятся: никотинамидадениндинуклеотид (окисленные/восстановленные формы) NAD / NADH, никотинамидадениндинуклеотидфосфат NADP/NADPH, пара глутатиона/восстановленного глутатиона GSH/GSSG и пара тиоредоксина/дисульфида тиоредоксина Trx(SH)2/TrxSS [23]. Несколько важных путей регуляции опосредуются через клеточное редокс-состояние. Изменения в окислительно-восстановительном состоянии индуцируют активацию многочисленных внутриклеточных сигнальных путей, регулируя синтез нуклеиновых кислот и белка, ферментативную активность и прогрессию клеточного цикла [24]. Эти клеточные реакции, в свою очередь, индуцируют транскрипционные изменения. Некоторые факторы транскрипции регулируются изменениями редокс-состояния клетки. Среди них редокс фактор-1 (Ref-1)-зависимый активирующий белок-1 (AP-1) (Fos и Jun), ядерный фактор B (NF-B), p53, транскрипционный фактор/цАМФ-связывающего белка (ATF/CREB), фактор, индуцируемый гипоксией (HIF)-1 и HIF-подобный фактор. Как правило, окисленная форма редокс-зависимых транскрипционных факторов обладает низкой ДНК-связывающей активностью. Ref-1 является важным фактором для специфического сокращения факторов транскрипции. Однако, было также показано, что низкие уровни оксидантов, по-видимому, стимулируют пролиферацию и дифференцировку некоторых типов клеток 25.

Предполагается, что НИЛТ производит сдвиг общего окислительно-восстановительного потенциала клетки в сторону большего окисления [28]. Различные клетки в диапазоне условий роста имеют отчетливые редокс-состояния. Поэтому эффекты НИЛТ могут значительно различаться. Клетки, первоначально имеющие более низкий редокс-статус (низкий уровень внутриклеточного рН), обладают высоким потенциалом биологического ответа при воздействии НИЛТ, тогда как клетки в оптимальном редокс-состоянии реагируют слабо или не реагируют на лечение светом вообще.

Рисунок 6. Клеточный сигналинг, индуцированный НИЛТ.

РЕЗУЛЬТАТЫ IN VITRO

Типы клеток

Существуют данные о том, что несколько типов млекопитающих и микробных клеток могут реагировать на НИЛТ. Большую часть работы Karu использовала Escherichia coli [29] и клетки HeLa [30], клеточную линию карциномы шейки матки человека. Однако для клинических применений НИЛТ, подлежащих валидации, гораздо важнее изучить влияние НИЛТ на не-злокачественные типы клеток, которые могут быть эффективно стимулированы в целях устранения некоторых заболеваний или травм. Для исследований заживления ран вариация клеток, вероятно, ограничивается эндотелиальными клетками [31], фибробластами [32], кератиноцитами [33] и, возможно, некоторыми классами лейкоцитов, например, макрофаги [34] и нейтрофилы [35]. Для исследований по облегчению боли и восстановлению нервной ткани изучать следует нейроны 36 и глиальные клетки [39]. Для противовоспалительных и противоотечных эффектов лазерного излучения – макрофаги [34], тучные клетки [40], нейтрофилы [41], лимфоциты [42] и т.д. Существует литературные данные об эффектах НИЛТ in vitro для большинства из этих типов клеток.

Изолированные митохондрии

Поскольку дыхательная цепь и цитохромоксидазы расположены в митохондриях, несколько групп ученых испытали влияние НИЛТ на изолированных митохондриях. Наиболее популярной системой для изучения является влияние He-Ne лазерного облучения митохондрий, выделенных из печени крыс, в которых наблюдался повышенный электрохимический протонный потенциал и ускоренный синтез АТФ [43]. Индуцированный синтез РНК и белка был продемонстрирован при 5 Дж/см2 [44]. Pastore et al. [45] обнаружили повышенную активность цитохром с-оксидазы и полярографически измеренного увеличения утилизации кислорода при 2 Дж/см2 при применении He-Ne лазера. В облучаемых светом митохондриях обнаружена значительное повышение активности протонного насоса, около 55%-ное увеличение отношения

Источник