Нано- и фемтосекундное высокочастотное многоимпульсное воздействие лазерного излучения на обезвоженную костную ткань, роль накопленного тепла и модель остывания

Предложена модель остывания поверхности биологической ткани после облучения серией лазерных импульсов. Проведена качественная оценка пространственного распределения тепла, накопленного поверхностью твердой биоткани при воздействии на нее наносекундных и фемтосекундных лазерных импульсов в зависимости от частоты их следования. Полученные результаты сопоставлены с экспериментальными данными по облучению сухой кости как наносекундными, так и фемтосекундными лазерными импульсами. Показан определяющий вклад изменения оптических характеристик биоткани в зависимость тепла, накопленного ее поверхностью, от частоты следования наносекундных лазерных импульсов. Механизм влияния частоты следования фемтосекундных импульсов на остаточный нагрев биоткани более сложен и требует адекватного учета изменения ее оптических и теплофизических параметров. Применение модели остывания позволило убедительно подтвердить определяющее влияние накопленного тепла на процесс карбонизации твердой ткани вокруг области лазерного воздействия и указать на необходимость внешнего охлаждения при проведении высокочастотной многоимпульсной лазерной обработки как нано-, так и фемтосекундными импульсами.