Учёные из Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАНа) в сотрудничестве с офтальмологами Центральной клинической больницы РАН (ЦКБ) создали технологию фемтосекундной лазерной микрохирургии приповерхностных опухолей глаза (отчёт о методике представлен в июньском номере журнала Laser Physics Letters, см. статью In vitro femtosecond laser subsurface micro-disruption inside human cornea and pre-cleared sclera). В частности, разработка может оказаться незаменимой при удалении опухолей белковой оболочки глаза — склеры.
Способы удаления приповерхностных (эпибульбарных) опухолей уже существуют (например, радиохирургия), но их применение часто сопряжено с высоким риском появления повторных образований или метастазов. Безусловно, немаловажную роль в этом играет и профессиональный уровень офтальмохирурга. Однако полагаться исключительно на опытность врача было бы неправильным. Для устранения указанных факторов риска исследователи из ФИАНа и ЦКБ РАН и придумали свою технологию.
Идея родилась у заведующей отделением офтальмологии ЦКБ, д. мед. н. Веры Лихванцевой. Подобный метод — технология «ФемтоЛАЗИК» — вот уже несколько лет успешно используется в микрохирургических операциях для лечения близорукости и дальнозоркости. Суть его в следующем: если сфокусировать под поверхностью любого прозрачного материала короткоимпульсное лазерное излучение, то в точке фокуса образуется микроразмерный пузырёк; если лазерным излучением просканировать вдоль определённой траектории, выстроив последовательность пузырьков, то образованный над плоскостью воздействия «лоскут» ткани можно будет поддеть и поднять. В этом случае исключается человеческий фактор, а сам срез получается более ровный, чем при работе скальпелем. Всё это позволяет достичь идеального соответствия тканей по форме — а значит, способствует полноценному и скорому заживлению.
В случае со склерой фемтосекундная лазерная хирургия, во-первых, свела бы к нулю возможность образования метастазов как локальных близких очагов, так и удаленных, а во-вторых, исключила бы необходимость дополнительного среза тканей для выравнивания соприкасающихся поверхностей. Однако, как ни хорош «ФемтоЛАЗИК» для операций на роговице (прозрачной среде для непрозрачной склеры), из-за эффекта рассеивания света он в чистом виде неприменим.
Рассказывает руководитель работы, заведующий Лабораторией газовых лазеров ФИАНа, д. ф.-м. н. Андрей Ионин: «Специфика работы со склерой сопряжена с несколькими проблемами. Во-первых, оптическая непрозрачность склеры приводит к рассеянию видимого света, поэтому фокус в её объёме не образуется. Во-вторых, имеет место нелинейность среды, из-за которой, даже если добиться образования фокуса, возникают побочные эффекты в виде филаментации, и вместо формирования микропузырька образуется узкий протяженный воздушный канал. В-третьих, глаз имеет сферическую форму, и чтобы получить перфорацию по запланированной кривой, нужно следить за тем, чтобы при создании микропузырьков фокус не вышел из-под поверхности».
Каждая из этих проблем была решена. Реагент для просветления склеры подсказала литература; им стал безопасный водный раствор глюкозы. Для обуздания нелинейности среды физики в тысячу раз уменьшили мощность фемтосекундного лазерного излучения. Вместо отслеживания кривизны образцов глазных тканей в лабораторных исследованиях использовались их плоские срезы. По словам старших научных сотрудников ФИАНа Сергея Кудряшова и Леонида Селезнёва, сначала технология была отработана на стеклах, потом — на оргстекле, и только затем, будучи уверенными в правильности действий, исследователи приступили к работе с образцами глаз. К сильнорассеивающей склере тоже перешли не сразу, а только после серии успешных экспериментов со срезами прозрачной роговицы. Эксперименты на просветлённой раствором глюкозы склере подтвердили ожидания: в оптимальных условиях микропузырьки действительно создаются под поверхностью ткани, а значит, могут образовываться и под опухолью...
Итак, технология отработана, дело за клиническими испытаниями. Но прежде необходимо воплотить методику в готовом приборе, так как мощные лабораторные фемтосекундные установки для клинической медицины не подходят: они не обеспечивают необходимой частоты следования импульсов и требуют тысячекратного ослабления мощности. О возможности внедрения технологии говорит один из участников работы, ведущий научный сотрудник ФИАНа, к. ф.-м. н. Станислав Захаров: «В 2009 году на рынке лазерной медтехники появились отечественные установки для фемтосекундной микрохирургии глаза, и перестройка их на работу со склерой, при наличии отработанной технологии, не должна вызвать значительных трудностей. Сейчас мы обсуждаем возможность производства такой установки с одним из российских производителей лазеров для медицины».

Линус Торвальдс