光輻射類(lèi)醫療器械在臨床廣泛應用，比如激光治療類(lèi)醫療器械注冊產(chǎn)品。對于醫療器械注冊?企業(yè)來(lái)說(shuō)，了解光輻射危害的作用機理，有利于企業(yè)設計并制造出更加安全的醫療器械產(chǎn)品；對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，了解光輻射危害知識，能幫助我們對光輻射產(chǎn)品更多的了解和利弊判斷。
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光輻射危害的作用機理
光輻射危害主要有三種方式，分別為光熱危害、光機械危害和光化學(xué)危害。
一、光熱危害
光熱危害的產(chǎn)生是由于光子與組織之間發(fā)生能量傳遞。當光作用于組織時(shí)，若光子的能量等于分子當前的能量狀態(tài)和激發(fā)態(tài)之間的能量差時(shí)，光子會(huì )被分子吸收。分子吸收入射到組織中的光子能量，其振動(dòng)和轉動(dòng)加劇，對于可見(jiàn)光譜上端的波長(cháng)和近紅外波長(cháng)，振動(dòng)和轉動(dòng)的能量狀態(tài)超過(guò)了激發(fā)態(tài)，因此，組織內的分子往往會(huì )獲得轉動(dòng)和振動(dòng)能量，而不是達到自己的激發(fā)態(tài)，即光子能量轉化為分子的動(dòng)能。分子振動(dòng)動(dòng)能即為通常意義上的熱能，這部分熱能先儲存在直接受照射的組織中，然后逐漸傳遞給周?chē)M織，或以熱輻射的形式輻射出去。
依據組織所達到的溫度來(lái)區分不同的熱效應。假設體溫為37℃，則在37℃～42℃觀(guān)察不到明顯的效果；當溫度在42℃～50℃范圍內，且這樣的溫度持續幾分鐘，相當一大部分組織就會(huì )出現由阿里紐斯方程所描述的壞死，溫度超過(guò)50℃時(shí)，可觀(guān)察到酶活性明顯地減弱，導致細胞固定，而且細胞的某些修復性機理也被損壞；在60℃時(shí)，蛋白質(zhì)和膠原蛋白發(fā)生變性，而導致組織的凝結和細胞的壞死，相應在宏觀(guān)上可見(jiàn)組織變暗，若溫度高于80℃，膜的通透性急劇提高，在100℃時(shí)，大多數組織中的水分子開(kāi)始汽化，出現氣泡，從而引起組織的機械破裂和熱分解，當高于150℃時(shí)，碳化發(fā)生，可見(jiàn)鄰近組織變黑且冒煙，當溫度高于300℃時(shí)，組織出現熔融。
二、光機械危害
光機械危害是生物器官、組織與細胞在瞬間受到強烈的光輻射，導致組織體在光壓的作用下發(fā)生瞬間的變化而使組織體受到機械沖擊的損傷。
光機械危害是指快速引入的能量進(jìn)入上皮的黑色素體內，產(chǎn)生機械壓縮力或拉力，從而造成組織危害。通常認為光機械危害是由極短時(shí)間內(納秒或皮秒)的高輻照度造成的,能量的引入速度比釋放組織中因熱彈性膨脹產(chǎn)生的機械應力所需的松弛時(shí)間短，導致帶有微空洞的氣泡的形成，這對于色素上皮細胞和其他細胞來(lái)說(shuō)是致命的。
三、光化學(xué)危害
光化學(xué)危害是由能量密度較低，并且輻射時(shí)間較長(cháng)的光照所引起的病理變化。光化學(xué)危害是由于組織暴露而產(chǎn)生的自由基而造成的。自由基指能夠獨立存在的具有一個(gè)或多個(gè)不配對電子的任何核素(原子、原子團或分子)，根據其產(chǎn)生時(shí)電子得失的不同，可帶正、負電荷或呈電中性。由于自由基具有未配對電子，這決定了他極其活潑的化學(xué)特性，極易給出電子或俘獲電子，或發(fā)生抽氫反應而其本身進(jìn)一步變成穩定的分子。
自由基的產(chǎn)生方式有兩種：第一種方式，輻射能量的吸收將電子從基態(tài)激發(fā)到激發(fā)態(tài)，但是激發(fā)態(tài)是不穩定的，處于激發(fā)態(tài)的分子可以通過(guò)多種途徑，將多余的能量釋放：某些原子將會(huì )簡(jiǎn)單地釋放它們先前吸收來(lái)的能量量子，并使被激發(fā)的電子返回到基態(tài)，但是其他的相互作用可能會(huì )導致游離自由基或活性氧的形成；激發(fā)態(tài)的較高能級通過(guò)直接電子交換或直接氫交換的方式，被用來(lái)分裂分子間的結合，此后形成自由基。第二種方式，輻射能量的吸收導致能量從激發(fā)的生色團直接轉換成氧，產(chǎn)生單線(xiàn)態(tài)氧。
自由基一旦產(chǎn)生，就會(huì )攻擊多種類(lèi)型的分子，從而造成損害，并且使它們無(wú)活性。細胞膜集中度很大的組織特別容易受到自由基的攻擊，其損傷細胞可以通過(guò)對脂質(zhì)和膜結構的破壞，也可以通過(guò)對蛋白和酶的破壞以及直接對核酸和染色體的損傷等。例如，自由基作用于脂質(zhì)或生物膜中磷脂等所含的多價(jià)不飽和脂肪酸，發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化反應，從而使生物膜等功能障礙。而且，在脂質(zhì)過(guò)氧化過(guò)程中可以產(chǎn)生多種新的活潑自由基，它們可攻擊細胞中的酶和其他成分，使之喪失功能。
對于視網(wǎng)膜光感受器，尤其是外段，具有大量的膜，因此被認為特別容易受到這種類(lèi)型的啟由基導致的損害的影響。自由基也被認為會(huì )誘導蛋白氧化，其氧化方式與脂質(zhì)氧化大致相同，因此也對視網(wǎng)膜神經(jīng)感覺(jué)層和視網(wǎng)膜色素上皮造成危害。