李梅清
(山东畜牧兽医职业学院 山东潍坊 261061)
激光又称镭射(laser),被描述为“通过受激辐射产生的光”,具有单色性纯、高亮度、方向性好的特点,激光所释放的光子能量不容易发散,可以很精准地到达需要治疗的部位;激光理疗就是利用激光的这种优势,通过使用特定波长的光源直接照射生物组织,产生一系列的生物效应从而达到治疗疾病的目的。随着宠物行业的高速发展,宠物疾病诊断与治疗手段越发的多元化,激光理疗技术已经应用到宠物临床的外科、内科、皮肤、中兽医及神经等不同学科。目前,激光疗法被提倡用于治疗多种疾病,包括伤口愈合[1]、皮炎、肌肉骨骼疼痛、关节痛和炎症、神经性疼痛[2]、骨关节炎[3]等。
激光理疗又称“光生物调节作用”,是一种以激光为物理因子,利用所产生的生物刺激作用进行物理治疗的一种治疗方法,越来越多的用于人类和动物的康复护理。当激光照射到生物组织上时会产生生物化学反应,使细胞线粒体合成细胞能量物质(ATP)的功能增强;同时,激光疗法还可改善血液循环,调节新陈代谢,释放神经传导素缓解疼痛,使动物全身症状得到改善。根据功率和波长,激光理疗可分为低能量激光治疗和高能量激光治疗。
使用平均功率不超过500mW 的激光进行的治疗称为低能量激光治疗(LLLT)。这种低能辐射的激光辐照作用能产生良性生物刺激作用、应答反应和光化学效应,不会对生物机体造成不可逆损伤;可以参与调解很多生物过程,在促进细胞增殖与代谢、降低炎症反应、促进伤口愈合、改善血液流变学及免疫功能等方面发挥重要作用,因此被广泛应用于临床[4]。
高能量激光治疗(HILT)是使用更高功率(>500mW)的激光进行的治疗,能产生较高能量和适当波长,与LLLT 相比其优势在于可以触及和刺激更大更深的关节和LLLT 难以触及的区域。HILT 可用于穿透深层组织,在生物刺激、疼痛管理、消炎作用、热效应及运动性损伤等方面有良好治疗效果[5]。HIL 一般使用安全,可促进修复过程,但对眼睛产生损害,因此在激光治疗过程中须佩戴护目镜,以防止激光散射对视网膜的伤害。
用于治疗的激光波长在600~1,070nm 的近红外或可见红光谱范围内,理想的波长可在机体组织中穿透且有极佳的吸收率,能够安全输送至组织并节省治疗时间。Aslihan Usumez等[6]通过采用LLLT 的四种不同激光波长(660、810、980 和1,064nm),对伤口愈合动物模型中黏膜炎愈合的有效性进行比较。结果发现低水平掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)和980nm 二极管激光疗法可以通过改变刺激细胞增殖和成纤维细胞生长的PDGF 和bFGF 基因的表达来加速伤口愈合过程。Mohammadreza Mashhoudi Barez[7]研究了LLLT(780nm)对大鼠右侧受损周围坐骨神经的再生过程和重建的影响,发现780nm 激光光疗恰好可以加速损伤周围神经组织的再生过程。
激光治疗的效果由其光功率和波长决定。当患病宠物出现组织水肿时,由于水肿的组织含水量较高,在治疗时激光照射所需的功率要更高一些,以保证达到更深的穿透深度,从而促进水肿的吸收,帮助组织愈合。冯新畅与张建文[8]对18 只本地杂种犬背部进行皮肤全层缺损创,选用波长890nm,频率1,000Hz 的砷化镓半导体激光照射,研究不同功率的照射条件对犬皮肤创伤愈合及瘢痕组织结构的影响。结果发现,照射条件为平均输出功率为4mW、峰值功率10W 的效果比平均输出功率为2mW、峰值功率5W 的要好,皮下毛细血管充血,真皮内胶原纤维增生明显,表明激光的生物学刺激要达到一定剂量才能产生生物效应。
犬、猫等宠物存在品种、毛发长度与颜色等不同,不同物种的皮肤厚度和皮肤特征的差异都可能会影响激光与组织的相互作用,因此需根据不同情况选择合适的激光功率与波长。Lindsay N.Hochman-Elam等[9]对47 只不同品种、不同毛色与毛长的犬进行激光照射,评估激光功率和波长、毛发长度、毛色及剃毛对犬体内光子传递的影响。研究发现,白色、棕色和黑色之间的光子透射率存在显著差异,随着色素沉着的增加,透射率降低。对颜色较深的犬需要更高功率的激光,并建议在激光治疗之前剃掉毛发。
通过对人类的研究证实,深色、有色素沉着的皮肤比非色素沉着的皮肤吸收更多的激光能量[10],在深色皮肤的治疗区域进行治疗时,必须仔细考虑参数的选择。同样,Paulina Zieliń ska等[5]选择了20 只治疗区域有色素和无色素皮肤的健康赛马,评估了HILT 对其皮肤表面温度和静脉直径的影响差异,结果发现表皮中的黑色素含量在光能吸收和光热效应中起着重要作用,深色皮肤会显著减弱到达更深层皮肤组织的入射激光。因此,选择适当参数的激光治疗对于有效和安全的治疗是非常有必要的。
皮肤是机体最大的器官且容易受到创伤。临床治疗宠物皮肤损伤时,多采用消炎、止痛和抗生素等药物来促进皮肤愈合及控制感染,但抗生素的大量使用易导致耐药性的产生,导致很多宠物创伤久不愈合,甚至出现红肿、渗出、感染等状况。激光可以促进动物体内产生丰富的用于组织愈合所需的ATP,增强巨噬细胞吞噬能力,激活或诱导T、B 淋巴细胞产生细胞因子,经淋巴细胞再循环而活化全身免疫系统,减少感染的风险,促进炎症反应完成。有研究表明,创伤在炎症反应末期血小板脱颗粒可释放趋化因子,这些因子可诱导大量白细胞、骨髓源性干细胞或纤维细胞从血液迁移进入伤口,加快创面组织的修复速度[11]。
激光理疗可用于伤口愈合、疼痛、组织肿胀,尤其是对肿瘤、炎症性疾病、口腔黏膜炎和淋巴水肿等的管理[12]。使用LLLT 的光生物调节越来越多地用于肿瘤的治疗。LLLT 可以选择性地抑制癌细胞增殖[13]或增强放疗对肿瘤细胞的杀伤[14],因此,可以考虑将LLLT作为放疗的辅助手段以增强癌症治疗。然而也有学者提出,波长、能量密度和辐照频率等因素会影响LLLT 的细胞机制[15],剂量不足会导致细胞反应不良,但过量可能会自相矛盾地抑制细胞增殖或诱导细胞凋亡。
犬、猫的口炎是一种口腔炎症综合征,多数情况下可治愈,但存在复发性病变的情况,作为一种保守的辅助方法,低功率激光生物调节既可以增加血管化和愈合,又能促进减轻组织疼痛和组织炎症,在更短的时间内恢复受照射器官的正常功能。研究表明,激光理疗可有效作为慢性牙龈口炎的辅助治疗,恢复犬、猫受影响的黏膜和牙龈的完整性。
在临床上,神经损伤症状为神经支配区域的功能障碍及神经病理性疼痛。神经损伤后再生缓慢,在临床上可表现出一系列长期的运动、感觉、反射和植物神经功能障碍,利用激光的光生物调节作用可加速和改善受影响神经组织的再生。LLLT 可加速受损周围神经组织的再生过程,Mohammadreza等[16]研究发现780nm 激光光疗可以加速损伤周围神经组织的再生过程。
椎间盘突出是常见的影响犬脊髓的神经系统的疾病[17],Enrico Bruno等[18]研究证实对患有胸腰椎间盘突出症的犬进行减压手术治疗后,选择在术后康复中使用激光疗法有助于改善其神经功能状态。
激光可用于治疗眼科疾病,例如虹膜囊肿、包膜混浊、青光眼、视网膜脱离和色素性眼部肿瘤等。Nd:YAG 激光可用于治疗狗和猫的角膜缘黑色素瘤,减少治疗后的色素组织[19];Anne J Gemensky-M etzler等[20]使用半导体二极管激光对4 只犬、7 只猫和9 匹马进行前葡萄膜囊肿穿孔、放气和凝固等手术治疗,术后所有动物眼睛均无不适或明显炎症;在猫的病例中,光凝后24h 的眼压均低于扩张后的眼压,该试验结论为半导体二极管激光凝固前葡萄膜囊肿安全、有效、无创。
激光针灸是结合传统针灸与激光技术,采用激光对穴位进行照射以达到防病、治病及保健作用的治疗方法,如今已有不少中兽医将传统的针灸疗法与激光疗法相结合辨证论治。对于一些传统针灸来说部分穴位是禁穴,而激光针灸大多是非接触式治疗,无禁穴,通过激光直接照射穴位的穴区表面或深部而达到镇痛和治疗的效果。穴位的神经末梢、感受器分布相对集中,低强度激光可以调节疾病相关穴位细胞的功能,相应的细胞信息可以通过循经感传到达病变部位,从而启动治疗作用。Chow R T等[21]认为激光与针灸作用相似,可发挥神经调节作用,通过使用830nm 激光照射中小直径大鼠背根神经节神经元,诱导静脉曲张形成,降低线粒体膜电位,并首次报告了830nm 激光阻断快速轴突流动,说明低强度激光是通过抑制周围神经系统特定的痛觉感受器从而达到镇痛的效果。
激光疗法适用于止血困难的手术。激光对小血管出血有很好的凝固作用,不必接触组织就能温和的控制止血,同时组织损伤小。有学者使用Nd:YAG 激光对犬进行部分前列腺实质的切除并控制出血,结果发现激光辅助包膜下部分前列腺切除术可用于患有前列腺癌的犬,且不会出现术后尿失禁。Cleo P Rogatko等[22]对接受胫骨平台水平截骨术(TPLO)的健康犬随机分配,进行单次术前LLLT 治疗(800~900nm 双波长,6W,3.5J/cm2,100cm2面积),然后在术后24h、两周和八周再次进行。术后8 周分析对比发现,术前使用LLLT 的犬比假手术组的犬痊愈比例要大,证实LLLT 的使用可以改善犬截骨术后功能的恢复。
骨关节炎(OA)是一种进行性的退行性疾病,导致慢性疼痛和关节功能下降,从长远来看会严重影响生活质量。OA 相关疼痛的常见治疗方案包括长期服用非甾体类抗炎药、镇痛剂等,长期使用可能对胃肠道、肝脏及肾脏产生副作用。目前LLLT 和HILT 都用于治疗人类OA 相关的疼痛,且没有副作用[23]。Looney等[24]对20 只肘部OA 犬进行的研究报告中使用激光成功治疗OA 相关犬的慢性疼痛。Loris Barale等[3]对17 只患有骨关节炎的犬每周进行一次LLLT,共持续治疗6 周,在第2 周即减少了其中13 只犬的药物镇痛治疗,并且未观察到与激光相关的副作用。研究并表明LLLT 有助于减少镇痛剂的使用,并提高客户满意度和患有OA 犬的生活质量。人类和动物研究的结果表明,高功率激光治疗对机体组织具有非常重要的影响,例如激发线粒体并增加ATP 的产生、激活微循环以及具有抗炎作用的镇痛剂等,Jaafar S.E等[25]对50 匹赛马使用高功率激光治疗肌腱损伤,在治疗6 周后发现病例的超声等级和跛行有显著改善,为高功率激光治疗受伤韧带的生物学效应提供了依据。
激光作为宠物医学发展前沿的治疗手段,以其独特的理疗功效受到临床医生与宠物主人的认可与信赖,近年来有关激光对宠物临床疾病的治疗研究已经取得了较大进展,成为了提升动物医疗健康福利的新方式。当然,通过激光治疗各种宠物临床疾病的临床研究还有更大的提升空间,希望未来能有更多高质量的基础性研究,为宠物医师使用激光治疗宠物疾病时提供可靠的理论依据;同时进一步优化激光理疗技术,使临床操作标准化、规范化,提高宠物疾病治愈率,更好地服务于宠物临床。