Эксперименты проводились в Сибирском центре синхротронного и терагерцового излучения на ЛСЭ (лазер на свободных электронах). Установка генерирует излучение с уникальными параметрами – длина волны 100– 200 мкм, частота 5,6 МГц, пиковая мощность – до 1 МВт.
«В качестве объекта исследования мы выбрали мышечную ткань: наряду с нервной, это самая структурированная ткань в организме, которую к тому же достаточно просто получить. Мы использовали скелетные мышцы коровы и крысы: образцы мышц размером 5х5 куб. см облучались на установке и затем фиксировались в растворе 70% спирта для дальнейшего изучения при помощи оптического и электронного микроскопа», – рассказал врач-рентгенолог первой квалификационной категории Евгений Зеленцов.
В ходе исследования ученые обнаружили специфические повреждения мышечных волокон, которые не похожи на следы от применения медицинского CO2-лазера. Оказалось, ТГц-излучения режет на фрагменты в норме непрерывные мышечные волокна, в результате чего образуются своеобразные складчатости («эффект шифера»).
Полученные результаты пояснил кандидат химических наук, старший научный сотрудник ИХКГ СО РАН Александр Козлов: «Можно предположить, что периодические разрывы мышечных волокон – следствие того, что излучение нашего лазера импульсное: импульсы мощностью до 1 МВт, как молотки по наковальне, бьют по образцу с частотой 5 млн. 600 тыс. ударов в секунду (5,6 МГц). В результате получается, что лазер шинкует мышцы, как капусту, на мелкие кусочки. В случае с твердыми неорганическими веществами терагерцовое излучение отражается от поверхности и вглубь материала не проникает, но это работает только если поверхность сухая. Вода, а в случае с биологическими материалами – межклеточная жидкость или, например, кровь, превращает терагерцовые волны в ультразвуковые, у которых глубина распространения гораздо больше».
Александр Козлов уточнил, что на фрагментах образцов, оказавшихся в фокусе излучения ЛСЭ, наблюдались выраженные термические ожоги, но зона поражения была совсем небольшой, в то время как специфическая «нарезка» мышечных волокон распространялась по «ходу движения» волн, по всей глубине образца.
Справка
Новосибирский ЛСЭ – это масштабная установка, построенная на базе специального ускорителя-рекуператора. Лазер терагерцового диапазона – это только первая очередь установки, она была запущена в 2003 году и работает на энергии 12 МэВ и длине волн от 220 до 90 микрон. Второй лазер был запущен в 2009 году. Он использует электронные пучки с энергией 22 МэВ, а его излучение находится уже в инфракрасном диапазоне (длина волн от 80 до 35 микрон), а третий лазер, запущенный в 2015 году, работает на энергии 40 МэВ в диапазоне от 5 до 15 микрон.
Обсуждение темы на Форуме Академгородка
Комментарии к новостям оставляйте внизу страницы. Действует премодерация. Запрещается использование нецензурной брани, оскорблений, а также публикация ссылок на внешние ресурсы.