强脉冲光选择性热效应的实验研究

强脉冲光(IPL)光子嫩肤技术是基于选择性光热解效应研发出来的非消融性嫩肤技术,目前在实际的应用治疗过程中,各参数的选择性效应仍不清楚,临床医师仅凭经验进行治疗.本文以SD大鼠为动物模型,考察了不同参数IPL作用下大鼠真皮层的热损伤厚度,初步分析了强脉冲光的波长、脉冲数及脉宽参数的选择性热效应.     

强脉冲光治疗痤疮术后美容修复的疗效观察

目的:探讨强脉冲光治疗痤疮术后皮肤美容修复护理的重要性.方法:2007年1月至2009年1月在我科诊断为痤疮的患者40例,随机分为治疗组24例,对照组16例,治疗组在强脉冲光治疗后采用美容仪器进行皮肤美容修复护理,对照组只进行强脉冲光治疗.强脉冲光治疗间隔21d,6次为一个疗程,皮肤护理每周一次.结果:治疗组治愈率和总有效率明显高于对照组,两组差异有统计学意义(P<0.01).结论:强脉冲光治疗痤疮术后进行皮肤美容修复护理有利于促进组织损伤的修复,重建皮肤生理屏障;有利于控制炎症并防止复发;有利于减轻痤疮后遗症,从而达到较好的治疗效果和美容效果.     

生物软组织在脉冲激光作用下二维温升的数值模拟

为研究激光作用于生物组织的热效应,基于激光与生物组织的相互作用机理,在考虑生物组织特性的基础上,建立了高斯脉冲激光作用于皮肤的有限元模型,分析了脉冲激光辐照皮肤组织时所产生的热效应,为精确预测激光诱发的组织热响应的研究提供了一种手段。     

强脉冲光联合胶原蛋白治疗脂溢性角化病疗效观察

目的:探讨强脉冲光联合胶原蛋白治疗脂溢性角化病的临床疗效.方法:收集2005年4月21日至2006年4月30日期间在我室诊断为脂溢性角化病的患者24例,随机分为治疗组16例,对照组8例,治疗组在使用强脉冲光进行治疗前后均使用美容仪器导入胶原蛋白行面部皮肤护理,对照组只使用强脉冲光进行治疗,不做皮肤护理,治疗3个月为一个疗程.结果:治疗组治愈率、总有效率与对照组比较有统计学差异.结论:强脉冲光治疗脂溢性角化病有良好疗效,而胶原蛋白有利于强脉冲光治疗术后面部皮肤的修复,两者联合美容满意度明显提高.     

强脉冲光对大鼠II度烫伤模型的建立

为探索脉冲光对大鼠深Ⅱ度烫伤模型建立的实验条件,将24只大鼠随机分成四组,每组6只,选取大鼠脊柱两侧皮肤作为烫伤部位。第1组为正常对照组,第2、3、4组烫伤条件分别为强脉冲光照射7次、8次和9次,每次能量为20 J/cm~2。建立模型后并进行组织形态学检查。结果表明:第2组大鼠为Ⅰ度烫伤,第3组大鼠为深Ⅱ度烫伤,第4组为Ⅲ度烧伤。大鼠模型制作过程中,烫伤的程度同时受照射次数、能量的影响。实验中所建立的大鼠深Ⅱ度烫伤模型制备方法可以通过控制光照强度和次数,利用强脉冲光建立模型操作简单,制造的损伤程度、损伤面积均匀,重复性好。     

脉冲激光辐照生物组织的体内温度分布及其对消融的影响

基于光致热消融理论模型,对脉冲激光作用于生物组织的温度分布进行数值求解,得到不同脉冲持续时间和辐射波长辐照下生物组织体内温度的时间与空间分布规律.探讨激光脉冲持续时间和波长因素对组织消融效果和残余热损伤的影响.模拟结果表明:脉冲激光诱导生物组织体内的温度分布对组织消融的效果和残余热损伤程度等消融特性参数有着重要的影响.     

基于N,N-二乙基苯胺BODIPY光敏剂的构筑与光热性能探究

利用Knoevenagel缩合反应合成了基于N,N-二乙基苯胺的BODIPY衍生物光敏剂,并对光敏剂的结构、单线态氧产生能力、光热性能、光热转换效率和光稳定性进行了探究.实验结果表明,该光敏剂具有较好的光稳定性和抗光漂白性,产生单线态氧的能力强,光热活性优异,光热转换效率可达40.72%,有望用于肿瘤的光动力治疗和光热治疗.     

光刺激耳蜗听神经的机理仿真

近年来以脉冲激光诱发听神经响应的研究逐步深入,然而目前国内外对于光刺激听神经的机理研究尚未有定论。该文利用仿真软件COMSOL Multiphysics研究了三维模型脉冲激光刺激耳蜗产生的光热现象和光声现象,同时结合活体豚鼠实验结果分析了光刺激听神经的机理。结果显示:仿真中光刺激听神经产生了温升,也引发了光声效应;活体动物实验中光刺激在药物急性致聋的豚鼠中诱发出复合听神经动作电位。结果分析表明:光刺激耳蜗产生的响应更可能是光声效应和光热效应共同作用的结果。     

Compton散射对强双折射光纤矢量调制不稳定性的影响

研究了多光子非线性Compton散射对入射光脉冲在强双折射光纤中传输的影响,给出了光脉冲传输满足的非线性薛定谔方程,讨论了光的偏振方向沿两个双折射轴的分量强度相等时,在正常色散区和反常色散区所产生的调制不稳定性. 结果表明:在不同的色散区,对应不同的功率区域,光脉冲有不同的增益谱,当双折射性质发生变化时,该增益谱比散射前有更加明显的不同.     

基于光声、热声技术的脑组织结构及功能成像

根据不同组织的光及微波吸收差异，利用光声成像在体观测了小鼠脑皮层血管的分布结构，对由外部针刺所致的脑损伤及脑皮层出血进行高分辨的成像，并利用血管光声信号的强度反映血容量的变化，实现光声脑缺血检测．应用热声成像对小鼠脑部金属异物进行定位检测，结合光声脑皮层血管损伤成像，实现快速异物定位及组织损伤检测双结合的功能成像．实验结果表明光声、热声成像既能显示生物组织的形态结构，又能进行组织内部异物的检测，有望发展成为新型的脑功能成像技术．     

光热效应的相干检测理论

提出一种高灵敏度的光谱检测方法即光热效应的相干检测方法,给出了系统的理论分析,导出了由泵浦光引起的折射率分布和探测光的位相变化,进而导出了由泵浦光引起的探测光的干涉条纹的变化量表达式,并与光热偏转技术,热透镜技术作了比较,理论分析结果表明,光热效应的相干检测方法比光热偏转技术,热透镜技术具有更高的灵敏度。     

皮肤传热的双相位滞后模型

为了研究皮肤组织传热过程中的非傅里叶特性,采用双相位滞后生物传热模型分析了皮肤组织的传热过程,对典型案例进行了详细分析,并与Penness模型、热波模型进行了比较.研究结果表明:Pennes模型、热渡模型与双相位滞后模型的生物传热预测结果存在很大差异;不同的双相位滞后模型给出了相似的结果;热松弛时间参数对温度和热损伤有较大影响.研究结果可望对医学中热问题的研究,尤其是临床皮肤热治疗方法的改进,起到积极的推动作用.     

基于数字全息的金属薄膜热形变测量

提出了一种利用数字全息来检测飞秒激光脉冲激发金属薄膜产生的表面热形变的方法.主要研究了2束飞秒脉冲激光在低于烧蚀阈值的条件下激发金属薄膜表面所产生的热形变.通过菲涅耳离轴数字全息,记录金属薄膜表面在激光脉冲激发前后的2幅全息图.通过数值再现得出2幅全息图的相位差分布,再由相位差分布确定金属薄膜表面产生的热形变.实验结果表明,低于烧蚀阈值的条件下,飞秒脉冲激光激发金属薄膜的表面形变主要由热效应引起,其分布可以通过热传导微分方程和热弹性理论来模拟计算,数值模拟结果与实验结果相一致.在脉冲激光与物质相互作用及利用所提方法探测光热物理参数方面可以提供理论与实验支持.     

NH_3-SCR脱硝技术的研究现状与展望

氮氧化物是一类不容忽视的大气污染物。在众多脱硝技术中,借助NH_3的选择性催化还原技术(NH_3-SCR)被认为是最有效的氮氧化物脱除技术。目前,NH_3-SCR法主要分为热选择性催化还原法、光选择性催化还原法和光热协同选择性催化还原法等。将重点关注光、热及光热协同脱硝催化材料的构筑和相应的催化脱硝机制的研究进展,并对光热协同选择性催化还原技术的发展方向进行了展望。     

氟化透明质酸光敏剂负载聚多巴胺纳米粒子用于乏氧肿瘤的光动力与光热协同治疗

光动力疗法(PDT)是光敏剂通过光激活产生的单线态氧(~1O_2)来杀死癌细胞。光动力疗法的3个关键因素主要有:光、光敏剂与组织氧。在PDT治疗过程中,氧气消耗和实体瘤中固有的缺氧微环境可能进一步导致供氧不足,阻碍光动力疗效,而光热疗法(PTT)不受乏氧环境的影响,且具有无创性、低毒性等优点。将全氟化碳(PFCs)和光敏剂(Pba)接枝到透明质酸(HA)链中,然后负载聚多巴胺纳米粒子(PDANPs),设计出了一种新型的靶向自供氧光动力与光热协同治疗体系。由于PDANPs优良的光热转换性能、PFC较高的氧亲和力和HA的肿瘤靶向性,使得该协同疗法的抗肿瘤作用显著提高,细胞毒性实验以及细胞摄取实验证明了其增强的光热与光动力治疗效果。     

超短脉冲通过体全息光栅强耦合衍射特性的研究

推导出了衍射飞秒脉冲光在强耦合情况下的衍射效率频谱。由数值模拟的结果发现，衍射光的频谱分布与读出飞秒脉冲光的脉冲宽度△π、体全息光栅的周期∧，厚度d以及晶体折射率调制△n0。有密切关系。通过控制光栅的写入和读出过程，选择适当的参量数值，可以得到不同衍射强度和不同频率成分的衍射光。     

皮肤组织传热过程的研究

为了获得生物皮肤组织在不同条件下传热特性的数学模型及其传热规律，分别在一雏直角坐标系和一维圆柱坐标系下，建立了稳态条件下基于皮肤组织单层结构和多层结构的传热数学模型．通过数值模拟，获得了不同皮肤组织结构模型下上臂皮肤组织内的稳态温度场和90℃高温热源作用15s后皮肤组织内的温度分布，以及皮肤组织热损伤深度的变化、常热流作用下皮肤组织表面的温升曲线和表面绝热条件下皮肤组织内的稳态温升分布．研究结果表明，皮肤组织的多层传热数学模型更能真实地描述皮肤组织内的传热过程，因此值得在实际工作中推广应用．     

ZrO2光学薄膜的激光热冲击效应

计算了薄膜在高功率脉冲激光作用下截面温度场和应力分布场,分析了热冲击在光学薄膜激光损伤中的作用,并用调Q1.06um脉冲激光对ZrO2单层薄膜损伤,讨论了不同激光强度下薄膜截面温度场与应力场分布,揭示了热冲击在ZrO2单层膜损伤中的机理和过程。     

脉冲光声量热法研究氧合血红蛋白的光解反应

时间分辨脉冲光声量热法是利用脉冲激光激发化学物质的光解反应,反应中产生的热能将激发声波,声波的振幅和相位即反映光解反应的中间过程.因此时间分辨光声量热技术是研究光致解离动力学信息的十分有效的方法.利用时间分辨光声量热法测量了激光诱导人、牛,猪、马和兔的氧合血红蛋白光解反应的焓变和结构体积变化.实验中采用波长532 nm、脉冲宽度8 ns的脉冲激光作为激发光源,光声信号由共振频率为1.5 MHz的PZT压电换能器接收,所以实验系统的响应时间范围在102 ns量级.已知在氧合血红蛋白的光解反应中可以检测到4个过程具有4种不同的反应时间,其中三级结构重组在137～470 ns左右.考虑实验系统的时间窗口,所测结果应与血红蛋白的三级结构变化相对应.测量结果显示:不同种类的哺乳动物氧合血红蛋白光解反应中,对应三级结构变化的焓变和结构体积变化各不相同.最后对这一结论进行了讨论.     

次血红素六肽对纳米金诱导线虫热激损伤的保护作用

通过考察Au纳米球壳对野生型秀丽隐杆线虫的光热转换作用, 建立一种新型的秀丽线虫热激损伤模型. 实验结果表明, 在纳米金浓度为30 μmol/L, 红外光强为3 W/cm2, 照射8 min的热激条件下加入次血红素六肽对线虫有保护作用.