Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

332 J. Bille
Tabelle 15.4. Dissoziationsenergien einiger chemischer Bindungen. Aus [9]
Chemische Bindung Dissoziationsenergie (eV)
C=O 7.1
C=C 6.4
O–H 4.8
N–H 4.1
C–O 3.6
C–C 3.6
S–H 3.5
C–N 3.0
C–S 2.7
Tabelle 15.5. Laserquellen für UV-Strahlung. Aus Niemz [9]
Lichtquelle Wellenlänge (nm)
ArF-Laser 193
KrF-Laser 248
Hg lamp 254
Nd:YLF-Laser (4ω) 263
Nd:YAG-Laser (4ω) 266
XeCL-Laser 308
XeF-Laser 351
Die Thermalisierung der Molekülfragmente und andere Prozesse (z.B. die
strahlungslose Rekombination von angeregten gebundenen Molekülzuständen)
führen zur lokalen Temperaturerhöhung im Fokus; bei genügend hohen
Energiedichten hat der Ablationsprozess daher ähnlich wie im Fall der
thermischen Ablation einen explosiven Charakter, der sich z.B. in der Erzeugung
von Schockwellen manifestiert. Bei niedrigen Energiedichten hingegen
erfolgt die Gewebeabtragung überwiegend durch Oberflächendesorption von
abgespaltenen Molekülfragmenten; daher ist auch bei extrem niedrigen Pulsenergien
noch eine Abtragung zu beobachten.
Weitgehend umstritten ist jedoch die mutagne und kanzerogene Wirkung
der UV-Strahlung. Die meisten biologischen Effekte durch UV-Licht werden
durch photochemische Veränderungen der DNA hervorgerufen. Im Wellenlängenbereich
von 250–320 nm ist die zytotoxische und mutagene Wirkung
der UV-Strahlung daher stark mit dem Absorptionsspektrum der DNA korreliert.
Neuere Untersuchungen zeigen jedoch, dass die Zytotoxität von Strahlung
bei 193 nm (ArF-Laser) geringer als die bei 248 nm (KrF) ist, obwohl die
Absorption der DNA in diesem Wellenlängenbereich noch stärker ausgeprägt
ist. Ein Grund hierfür ist die effektive Absorption der 193-nm-Strahlung
durch Proteine in der Zellmembran und im Zytoplasma, sodass nur ein gerin-