Физики из ФИАНа в сотрудничестве с офтальмологами ЦКБ РАН разработали технологию фемтосекундной лазерной микрохирургии приповерхностных опухолей глаза (результаты совместной работы опубликованы в июньском номере журнала «Laser Physics Letters»*). В частности, разработка может оказаться незаменимой при удалении опухолей белковой оболочки глаза – склеры.

Способы удаления приповерхностных, или говоря научным языком, эпибульбарных опухолей существуют и сейчас (например, радиохирургия), но их применение часто сопряжено с высоким риском появления повторных образований или метастазов. Безусловно, немаловажную роль в этом и играет профессиональный уровень подготовки офтальмохирурга, выполняющего операцию. Однако полагаться исключительно на опытность врача в век технологического прогресса не совсем оправданно. Для устранения указанных факторов риска ученые из ФИАНа и ЦКБ РАН разработали технологию бесконтактной хирургии с помощью фемтосекундного лазерного излучения. Идея технологии родилась у заведующей отделением офтальмологии Центральной клинической больницы РАН, доктора мед. наук Веры Лихванцевой.

Подобный метод – технология «ФемтоЛАЗИК» – вот уже несколько лет успешно используется в микрохирургических операциях для лечения близорукости и дальнозоркости. Суть заключается в следующем: если сфокусировать под поверхностью любого прозрачного материала короткоимпульсное лазерное излучение, то в точке фокуса образуется микроразмерный пузырек, если лазерным излучением просканировать вдоль определенной траектории, выстроив последовательность пузырьков, то образованный над плоскостью воздействия «лоскут» ткани можно будет поддеть и поднять. В этом случае из факторов риска исключается человеческий фактор, а сам срез получается более ровный, чем при работе скальпелем. Это позволяет достичь идеального соответствия тканей по форме, а, следовательно, способствует полноценному и скорому заживлению. В случае со склерой фемтосекундная лазерная хирургия, во-первых, свела бы к нулю возможность образования метастазов, как локальных близких очагов, так и удаленных, а во-вторых, исключила бы необходимость дополнительного среза тканей для выравнивания соприкасающихся поверхностей. Однако как ни хорош «ФемтоЛАЗИК» для работы на роговице – прозрачной среде, для непрозрачной склеры, из-за эффекта рассеивания света он в чистом виде не применим.

«Специфика работы со склерой сопряжена с несколькими проблемами. Во-первых, оптическая непрозрачность склеры приводит к рассеянию видимого света, поэтому фокус в ее объеме не образуется; во-вторых, имеет место нелинейность среды, из-за которой, даже если добиться образования фокуса, возникают побочные эффекты в виде филаментации, и вместо формирования микропузырька образуется узкий протяженный воздушный канал; в-третьих, глаз имеет сферическую форму, и для того, чтобы создать перфорацию по запланированной кривой, нужно следить за тем, чтобы при создании микропузырьков фокус не вышел из-под поверхности», – рассказывает руководитель работы, заведующий лабораторией Газовых лазеров ОКРФ ФИАН, доктор физ.-мат.наук Андрей Ионин.

Каждая из этих проблем нашла свое решение. Реагент для просветления склеры подсказала литература, им стал безопасный водный раствор глюкозы; для обуздания нелинейности среды физики сильно (в тысячу раз) уменьшили мощность фемтосекундного лазерного излучения; вместо отслеживания кривизны образцов глазных тканей в лабораторных исследованиях использовались их плоские срезы. О многостадийном процессе проверки этих решений рассказали старшие научные сотрудники Физического института им.П.Н. Лебедева РАН Сергей Кудряшов и Леонид Селезнев. С их слов, сначала технология была отработана на стеклах, дальше – на оргстекле, и уже потом, будучи уверенными в правильности своих действий, исследователи приступили к работе с образцами глаз. К сильнорассеивающей склере тоже перешли не сразу, а только после серии успешных экспериментов со срезами прозрачной роговицы. Эксперименты на просветленной раствором глюкозы склере подтвердили ожидания – в оптимальных условиях микропузырьки действительно создаются под поверхностью ткани, а значит, могут образовываться и под опухолью.

Изображение микроперфорации, созданной фемтосекундными лазерными импульсами в роговице – (a),(b) и просветленной склере – (с),(d). На изображениях (a),(с) – фокусировка оптического микроскопа на треки в объеме ткани; (b),(d) – фокусировка на поверхности образца над треками. .[image]

Итак, технология отработана, теперь дело за клиническими испытаниями. Но для того, чтобы их провести, необходимо воплотить технологию в готовом приборе, так как мощные лабораторные фемтосекундные установки для работы с пациентом не подходят – они не обеспечивают необходимой частоты следования импульсов и требуют тысячекратного ослабления мощности. О планах воплощения технологии в жизнь рассказал один из участников работы, ведущий научный сотрудник ФИАН, кандидат физ.-мат.наук Станислав Захаров:

«В 2009 году на рынке лазерной медицинской техники появились отечественные установки для фемтосекундной микрохирургии глаза, и перестройка их на работу со склерой, при наличии отработанной технологии, не должна вызвать значительных трудностей. В настоящее время мы обсуждаем возможность производства такой специализированной установки с одной из российских компаний-производителей лазеров для медицины».

Суть российской разработки в ближайшее время будет изложена в периодическом электронном издании “Health Care Research Updates” (Новости медицинских исследований) издательства Nova Science Publishers (США).