LASER (Light Ampli­fi­ca­tion by Stim­u­lat­ed Emis­sion of Radi­a­tion)

Kon­cept použi­tia svet­la na ter­apeutické úče­ly (fototer­apia) vychádza z presvedče­nia, že slnko a ďalšie zdro­je svet­la (UV žiare­nia, Infračer­vené žiare­nie) majú ter­apeutické účinky.

V súčas­nej dobe sa v medicíne použí­va niekoľko typov laserov. V chirurgii sú to vysokoen­er­get­ické lasery, ktoré majú schop­nosť ter­micky (tepelne) ničiť tkanivá a bunky. Vo fyzioter­apii a reha­bil­itácii sa zasa použí­va­jú hlavne LLLT lasery, ktoré patria medzi tzv. stu­dené lasery a majú len min­imál­ny ter­mický úči­nok na tkanivá a bunky. Posled­nou skupinou sú ter­apeutické lasery, ktoré sú podľa gen­erovanej energie akým­si medzis­tupňom medzi laser­mi chirur­gick­ý­mi a studenými.

Lasery použí­vané v reha­bil­itácii pomáha­jú mod­ulo­vať (upravo­vať) funkcie buniek. Ten­to pro­ces je známy pod poj­mom „foto­stim­ulá­cia“. Foto­stim­ulá­cia je neter­mál­na inter­ak­cia mono­chro­mat­ick­ého žiare­nia s cieľovým tkanivom, kde sú absorbo­vané chro­mo­fory. Chro­mo­for je časť moleku­ly, ktorá má schop­nosť absorbo­vať elek­tro­mag­net­ické žiare­nie určitej vlnovej dĺžky. Chro­mo­forom môže byť voda, hemoglobín, melanín, cytochróm C v mito­chon­driách buniek, nuk­leové kyseliny a iné.

Vlastnosti laseru

Svet­lo je druhom elek­tro­mag­net­ick­ého vlne­nia. Bežné svetel­né zdro­je vyžaru­jú elek­tro­mag­net­ické vlne­nie, ktoré je viditeľné ľud­ským okom. Hlavným rozdielom medzi „bežným“ zdro­jom svet­la a svet­lom laserovým je fakt, že laserové svet­lo je mono­chro­mat­ické (má jed­nu vlnovú dĺžku a far­bu), koher­ent­né (fotóny putu­jú ku tkanivu v rov­nakej fáze a tom istom smere) a je málo diver­gent­né (tzn. so zväčšu­jú­cou sa vzdi­alenosťou lúča od zdro­ja nedochádza k jeho roz­bieha­niu). Použi­tie mono­chro­mat­ick­ého svet­la dovoľu­je zamiere­nie lúča svet­la na chro­mofóry, ktoré reagu­jú na dopad svet­la o špeci­fick­ej vlnovej dĺžke. Koheren­cia a malá diver­gen­cia prú­du fotónov zasa zaisťu­je pres­né zacie­le­nie fotónov a to i na malú plochu tkaniva.

 

Laserový prístroj emi­tu­je elek­tro­mag­net­ické žiare­nie vo forme prú­du fotónov. Pro­ces svetel­nej emisie začí­na aktivá­ciou elek­trónov v laserovej jed­notke. Elek­trónom je dodaná ener­gia a dostá­va­jú sa tak do exci­to­vaného stavu. Exci­to­vaný stav nie je pre elek­tróny sta­bil­ný, pre­to za určitý čas „pad­nú“ na zák­lad­nú úroveň, pričom dôjde k emisii fotónu. Niek­toré fotóny sú pohltené komorou prístro­ja, avšak väčši­na spustí excitá­ciu ďalších elek­trónov a dochádza tak k exci­tačnej reťa­zovej reakcii. Prúd fotónov následne putu­je do komory, potom je vys­laný k cieľové­mu tkanivu.

Laserový lúč pôsobí na tkani­vo rôzny­mi spô­sob­mi. Časť fotónov môže byť odrazená od pokožky, a nemá tak žiad­ny úči­nok na cieľové tkani­vo (pre­to by mal byť lúč zam­er­aný na posti­h­nutú oblasť pod pravým uhlom), časť fotónov môže byť rozp­týlená v tkanive (tým je čias­točne pohltená ich ener­gia, čo má vplyv na vlnovú dĺžku), ale­bo môžu pre­jsť celou hrúbkou tkani­va bez toho, aby ho nejako ovplyvnili (vo fyzioter­apii a reha­bil­itácii táto vlast­nosť elek­trónov nie je pod­stat­ná, tkanivá býva­jú väčši­nou dosta­točne hrubé, takže sú fotóny pohltené).

Najväčší úči­nok na tkani­vo majú fotóny absorbo­vané chro­mofórmy. Každé tkani­vo obsahu­je rôzny pomer chro­mofórov a miera absorb­cie je závis­lá na vlnovej dĺžke lúča (napr. UV svet­lo 100–400 nm je absorbo­vané primárne melanínom, pro­teín­mi a nuk­leový­mi kyseli­na­mi, viditeľné svet­lo 400–760 nm – melanínom, hemoglobínom, myo­globínom, infračer­vené svet­lo 760‑1400 nm – vodou). Opti­mál­na vlnová dĺž­ka pre laserovú ter­apiu bola na zák­lade tých­to poz­natkov stanovená v rozmedzí 600‑1200 nm. Ter­apeutický úči­nok laseru závisí tiež od času, ako dlho na tkani­vo pôsobíme.

Biologický efekt laserovej stimulácie:

Fototer­mický úči­nok – pre­dovšetkým pri chirur­gick­ých lase­roch 
Foto­me­chan­ický efekt – v reha­bil­itácii nemá využi­tie, použí­va sa naprík­lad pri odstraňo­vaní teto­va­nia 
Foto­chemický efekt – chro­mofóry, ktoré sú súčasťou bunkových organel pohlcu­jú fotóny, čo má vplyv na funkciu bunky, metab­o­liz­mus ATP a dýcha­cieho reťaz­ca bunky. Ener­gia fotónov spúšťa kaská­du bio­chemick­ých reak­cií, ktoré majú za následok: 

Anal­gézia – útlm bolesti:

• Zvýšená pro­duk­cia β endorfínov
• Zvýšená pro­duk­cia NO
• Znížená pro­duk­cia bradykinínu
• Nor­mal­izá­cia ion­tových kanálov
• Bloko­vanie depo­lar­izá­cie C vlákien afer­ent­ných nervov
• Zvýše­nie ner­vového akčného poten­ciálu a vylučo­vanie acetylcholínu

Reduk­ciu zápalového procesu:

• Sta­bi­lizá­cia bunkových membrán
• Zvýšená syn­téza ATP
• Vazodi­latá­cia
• Urýchľu­je čin­nosť leukocytov
• Zvýšená syn­téza prostaglandínov
• Zvýšená aktivi­ta superoxiddismutázy

Urých­le­nie hoje­nia rán:

• Zvýšená infil­trá­cia leukocytov
• Zvýše­nie aktiv­i­ty makrofágov
• Zvýšená vazodi­latá­cia a vaskularizácia
• Zvýšená epitelizá­cia a pro­lif­er­á­cia fibroblastov
• Zvýšená pro­duk­cia ras­tového faktora

Klin­ické výskumy preukáza­li poz­itívny vplyv laserovej ter­apie na:

• Musku­loskeletálne poruchy
• Degen­er­atívne ochore­nia pohy­bového apará­tu (dys­plázia bedrového a lakťového kĺbu, osteoartritídy)
• Degen­er­atívne ochore­nia ner­vového systému
• Par­alýza nervov
• Poop­er­ačný man­až­ment bolesti

Využi­tie vo vet­er­inárnej medicíne sa však neobmedzu­je len na oblasť chirurgie, ortopédie, fyzioter­apie a reha­bil­itá­cie. Výskumy dokáza­li prínos laserovej ter­apie tak­tiež pri liečbe chron­ick­ých otitíd (zápal ucha), der­matitíd, cys­titíd a ďalších.