Составители:
Рубрика:
6
Если вода не испарилась и не закипела, то продолжающееся действие
лазерного излучения перегревает воду выше +100°С. Известно, что
коэффициент термического расширения воды
w
β
резко увеличивается
при
T
>+100°С. В случае эмали зуба расширение содержащейся в ней воды
(например, в межпризменных промежутках эмали зуба) происходит
интенсивнее, чем расширение минеральной матрицы (например,
гидроксилапатита эмали зуба). В этом случае нагрев вызывает термические
напряжения
ET
aw
)(
β
β
σ
−
=
, где
≈
E
10
4
атм. – модуль Юнга. При
T
=+130°С напряжение достигает 1000 атм., что способно привести к
хрупкому разрушению эмали. Этот механизм может быть ответственен
за начало абляции твёрдой ткани короткими импульсами ArF, KrF
и СО
2
лазеров.
Если к моменту достижения соответствующих значений
температуры нагретый слой успевает высушиться, то рассмотренные
механизмы абляции, связанные с присутствием воды, маловероятны.
Поскольку при интенсивном подводе тепла процесс сушки лимитируется
диффузионным удалением паров воды, то условие, при котором возможно
проявление указанных механизмов, имеет вид:
α
τ
1
<
w
D , (1)
где
w
D - эффективный коэффициент диффузии паров воды. Учитывая
пористую структуру твёрдых биологических тканей и полагая
w
D =0.1 см
2
/с,
α
=10
3
см
-1
, получается, что
τ
<10
-5
с. Следовательно, для
длинных лазерных импульсов и больших коэффициентов поглощения
механизмы разрушения, обусловленные кипением или расширением воды,
не реализуются.
Следующий механизм абляции связан с процессом термического
разложения (например, коллагена или кальцита), происходящим с
выделением газообразных продуктов. Теоретический анализ кинетики
разложения показывает, что существуют два режима термодеструкции:
плавный (при котором температура
и скорость разложения монотонно
приближаются к своим постоянным значениям) и колебательный
(при котором эти величины осциллируют со временем) [24, 39].
Существует еще один механизм лазерной абляции, связанный с
образованием ударной взрывной волны при испарении. Этот механизм
является причиной растрескивания и нанесения повреждений на больших
расстояниях от кратера, что не приемлемо для лазерной
хирургии [15].
Таким образом, исследование области проявления различных
механизмов абляции создаёт предпосылки для предотвращения
нежелательных последствий и для выбора оптимальных режимов
лазерного воздействия.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- …
- следующая ›
- последняя »
