Лазер ученых Пермского Политеха позволит безопаснее лечить рак

Работа выполнена в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Результаты исследования разработчики опубликовали в журнале «Прикладная фотоника». В работе также приняли участие специалисты Пермской научно-производственной приборостроительной компании. Исследование позволило расширить номенклатуру изделий волоконно-оптической медицинской техники. По словам ученых, разработку можно использовать в создании отечественных медицинских лазеров, что позволит обеспечить технологический суверенитет страны.

Фотодинамическое воздействие происходит в результате образования активных форм молекул в аэробных клетках — в частности, синглетного кислорода. Лазер при облучении переводит его в возбужденное состояние. Сейчас для этих целей используются светочувствительные вещества, которые могут оказывать негативное воздействие на человека. Разработка пермских ученых позволит уничтожать раковые клетки без нагрузок на организм. Это стало возможно за счет регулирования длины волны лазера и ее более точной настройки. По словам разработчиков, технология также будет более экономичной.

«Лазерные источники обладают уникальными свойствами: высокой степенью монохроматичности, временной и пространственной согласованностью, значительной интенсивностью спектра и возможностью регулировки длительности воздействия. Но для некоторых методов лазерной медицины недостаточно использовать источники с фиксированной длиной волны. Увеличить диапазон их воздействия, усилить излучение малой мощности, регулировать длительность воздействия позволяет нелинейно-оптическое преобразование частоты излучения», — рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры «Общая физика» Пермского Политеха, кандидат физико-математических наук Владимир Беспрозванных.

Ученые изготовили иттербиевый волоконный лазер с длиной волны 1,27 мкм с возможностью ее регулирования, затем провели его экспериментальное исследование и математическое моделирование. Это позволило определить его эффективность, а также рассчитать оптимальную длину активного световода и выяснить, как она влияет на мощность лазера при различных параметрах.

Для накачки лазера ученые использовали диод с многомодовым волоконным выходом. Длину волны они измерили с помощью анализатора оптического спектра. Для создания резонатора лазера разработчики использовали волоконные брэгговские решетки. Они проанализировали концентрацию легирующих веществ в световоде с помощью сканирующего электронного микроскопа. Это позволило выбрать материалы для изготовления лазера с необходимыми параметрами. Результаты исследования можно использовать для расширения возможностей волоконно-оптической лазерной техники в сфере медицины.  

ПНИПУ

877 статей

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.

Показать больше