CAPÍTULO 7: APLICACIONES DEL LÁSER EN BIOMEDICINA
7.1.2. Efectos térmicos
Los efectos térmicos están asociados a un incremento de la temperatura
en el tejido debido a la absorción de la energía del láser. Para conseguir ese incremento térmico, se utilizan láseres de pulso largo o continuos, de tal manera
que dependiendo de la duración y de la intensidad de los mismos, tendremos
distintos efectos macroscópicos: coagulación, vaporización, carbonización y
fusión. Para llegar a entender estos efectos, podemos analizar el proceso de
interacción a través de tres etapas:
L
A
S
O
1. Generación de calor: es producida por la absorción de la energía del láser en
el tejido. A nivel microscópico, podemos separar el proceso en dos etapas:
– Absorción de fotones por parte de las moléculas, quedando éstas
excitadas.
– Desexcitación de las moléculas por colisiones, de forma que la energía
absorbida se convierte en energía cinética, y, por tanto, en calor.
En esta primera etapa el parámetro clave es la capacidad de absorción de
la radiación por el tejido.
2. Transporte de calor: una vez que se ha elevado localmente la temperatura
del tejido, el calor se difunde por las regiones adyacentes según las propiedades de conducción y difusión inherentes a cada tejido, disminuyendo la
temperatura en la zona de irradiación y aumentando en las zonas que la
circundan.
3. Efectos debidos al calor: dependiendo de la temperatura que se alcance
en una determinada región del tejido, se producen distintos efectos, como
coagulación, vaporización o ablación térmica, carbonización o fusión del
tejido. En la siguiente tabla se resumen los aspectos más relevantes de cada
efecto, así como la temperatura a la que se originan:
C A
N
A
M
L A
A
S
Temperatura
L
A
S
O
Efecto
biológico
37ºC
45ºC
Normal
Hipertermia
60ºC
Coagulación del tejido
y necrosis de las células
Vaporización y
ablación térmica
100ºC
>100ºC
>300ºC
Observaciones
Temperatura media del cuerpo humano
Destrucción de enlaces en las moléculas,
y alteraciones en la membrana
Desnaturalización de las proteínas
y del colágeno
Debido al incremento del volumen,
se observan burbujas de gas que inducen
rupturas mecánicas en el tejido adyacente
Se ennegrece el tejido, y aparece humo
C A
N
M A
Carbonización
A
L
Fusión
S A
Tabla 7.1. Efectos biológicos derivados del incremento de temperatura en los tejidos.
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