More than 11 factors control the interaction of laser beams with living matter- b-biotech-blog

1. مقدمة :

تعرفنا في  مقالات  سابقة على  تعاريف البيو تكنولوجيا الرسمية والدولية وكذا تاريخها ومستقبلها  ، كما تعرفنا على  العلوم الأساسية  و التقنية وغير التقنية و  العلوم الإقتصادية والتجارية والمالية والإدارية   وكذا العلوم الإجتماعية والإنسانية المساهمة في البيوتكنولوجيا إلى جانب العلوم الجنائية والعسكرية والأمنية  وفروعها المساهمة في البيوتكنولوجيا   . كما تعرفنا على علم  ليزر البيوضوئيات و تاريخ الليزر  وخصائصه  و أسس تصنيفه  وعلى أنظمة استلامه وتوصيله وتطبيقاته الطبية  .  وفي هذه المقالة سنتعرف  على أكثر من 11 عامل يتحكم في تفاعل أشعة الليزر مع المادة الحية.

2.تفاعل أشعة الليزر مع المادة الحية والعوامل المتحكمة

 (Laser- Bio-substance interaction)

      تعتمد كافة التطبيقات الحياتية والطبية لليزر أساساً على طبيعة ونوع تفاعله مع المادة الحية، لأنه عند سقوط شعاع ليزري على نظام حيوي معين (جزيئات حيوية، خلايا، او نسيج) فسوف يتعرض الى انعكاس (Reflection) او استطارة (Scattering) او نفوذ (Transmission) او امتصاص (Absorption) او كل هذه . وهذا يعزى لبعض الخصائص الفيزياوية للنسيج المعامل ونوع الليزر المستعمل، طوله الموجي وطاقته. وبغية الحصول على التأثير البايولوجي المرغوب او العلاج المطلوب تم تحديد جملة من العوامل التي يجب مراعاتها وهي كما يأتي:

1.2.- العوامل المتعلقة بالليزر:

(1) نمط التشغيل (Operation mode): مســـتمر الموجة (CW) او نبضي، عرض النبضة (Pulse duration).

(2) قدرة الليزر المنبعثة من الجهاز (Out put power).

(3) قدرة الليزر المسلطة على النسيج.

(4)  الطول الموجي (l).

(5) شكل الحزمة (Beam profile) ومساحة بقعتها (Spot size).

(6) العلاقة الهندسية بين حزمة الليزر والنسيج.

2.2.- العوامل المتعلقة بالنسيج:

(1) الخواص الضوئية للنسيج (معاملات الامتصاص، الانعكاس والاستطارة) للطول موجي لليزر معين.

(2) مدة التعريض (Exposure time).

(3) مساحة المنطقة المشععة من النسيج

(4) نوع النسيج، تركيبه، مدى تجانسه ومحتواه من الماء، الاصبغة والكروموفورات وتوزيعها.

(5) التوصيـــل الحراري (Thermal conductivity) ومكونــات تبريــد الانســجة (Cooling components).

يعتمد التأثير الفعال لشعاع الليزر على امتصاصه من قبل المادة الحية الممثلة بالخلايا والانسجة. وان امتصاص النسيج لاشعاع ليزري معين يحدده عاملان مهمان هما طاقة الفوتون الممتص والتوزيع الالكتروني للجزيئات الحيوية الماصة (Chromophors) وعلى هذا الاساس نميز ثلاثة تأثيرات يمكن حدوثها عقب امتصاص الفوتونات. وهي التأثيــر الحراري الضوئــي، الاســتئصال الضوئي (التأثير الصوتي Sonic or ionizing effect) والتأثير الكيموضوئي.  تستثمر ظاهرتي انعكاس واستطارة الاشعاع الليزري لاغراض التشخيص في حقول علم الاحياء، الطب والكيمياء (Chopra and chawla,1992).

 للمزيد من المعلومات الإطلاع على كتاب 

Laser Biophotonics: Principles and Applications in Medicine and

Life Sciences

للمؤلف د. بن عمر شبة