Новый метод терапии рака кожи открыли с помощью эффекта «белого» излучения

Эффективность применяемого при лазерной терапии кожи квантового генератора можно усилить нанесением на кожу определенных веществ, выяснили ученые Национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева, 16 января сообщает научно-информационный портал «Поиск».

В экспериментах, проводимых в лаборатории оптической спектроскопии лазерных материалов университета, ученые воздействовали на наноразмерные диэлектрические кристаллы с редкоземельными ионами (трехвалентные иттербий и эрбий) лазерным излучением с длиной волны 980 нанометров, так как излучение волны такой длины соответствует полосе поглощения этих ионов. Ими были замечено, что оптические свойства материала кардинально различаются при изменении мощности лазера.

Так, при низкой плотности мощности (т. е. мощности, приходящейся на единицу площади), наблюдалась типичная люминесценция редкоземельных ионов. Но повышение плотности мощности излучения приводило к появлению свечения, как отметили исследователи, «по цвету похожему на свет лампы накаливания». Обязательным условием для такого «белого» излучения является высокая концентрация редкоземельных ионов.

Руководитель проекта, доцент кафедры общей физики вуза, кандидат физико-математических наук Светлана Хрущалина рассказала о физическом механизме возникающего нагрева:

«Он связан с процессами взаимодействия редкоземельных ионов между собой и с кристаллической решеткой, имеющей дефекты. Вследствие этого электроны могут перемещаться из состояний с низкой энергией в высокоэнергетичные (или, если точнее, из валентной зоны в зону проводимости) и взаимодействовать с кристаллической решеткой, что и приводит к локальному повышению температуры наночастиц. Степень проявления нагрева будет зависеть, в частности, от типа материала и редкоземельных ионов».

Так как открытое «белое» свечение является следствием повышения температуры наночастиц, было сделано предположение, что его можно применять в практических целях. Возникла идея использовать такие наночастицы в дерматологии для удаления новообразований с поверхности кожи.

В настоящее время для удаления кожных новообразований используют различные методы, в том числе воздействие лазерным излучением и электрическим током (электрокоагуляция). Эти способы приводят к разогреву поверхности новообразования и дальнейшему ее разрушению. Точечную доставку лазерного излучения к тканям выполняет оптическое волокно.

Предварительные эксперименты на коже крыс показали, что нанесение на кожу наночастиц с редкоземельными ионами приводит под действием лазерного излучения к более выраженному термическому повреждению больной ткани, чем это имеет место без такого покрытия.

Поскольку нагрев наночастиц позволяет достигать высокой температуры на поверхности биоткани при относительно низкой мощности лазерного излучения (1–2 ватта), — это может стать эффективной альтернативой электрокоагуляции. Воздействие на биоткань в таком экономном режиме снизит стоимость лечебной процедуры, считает Светлана Хрущалина.