hàng rào sinh học

[ductienvt]

Phần II:
VẤN ĐỀ HÀNG RÀO SINH HỌC TRONG
PHẪU THUẬT LASER

I/ Thuật ngữ “hàng rào sinh học”:
Một số ví dụ về hàng rào sinh học:
Da bảo vệ cơ thể chống lại sự xâm nhập của vi trùng, da chính là một hàng rào sinh học.
Vi khuẩn Lactobacillus Doderlein sống trong âm đạo làm cho môi trường âm đạo luôn có pH ổn định (3,5-4,5), vì thế mà vi khuẩn và vi nấm gây bệnh không thể xâm nhập và sinh sôi nảy nở, vì thế chúng được coi là một hàng rào sinh học.
Như vậy hàng rào sinh học là thuật ngữ chỉ những cấu trúc sinh học, quá trình sinh học có tác dụng bảo vệ cơ thể trước những tác nhân gây hại.

II/ Hàng rào sinh học trong phẫu thuật Laser:
Vấn đề hàng rào sinh học được Pletnev cùng 2 cộng sự Abdurazakov, Karpenko đưa ra năm 1978 khi nghiên cứu về các vết thương do tia laser công suất cao.
Bề mặt vết thương gây ra bởi dao mổ laser được bao phủ bởi một màng rất mỏng, kích thước vào khoảng µm
Qua các nghiên cứu trên động vật các nhà khoa học kết luận rằng chính lớp màng mỏng này có tác dụng như một hàng rào sinh học ngăn ngừa sự lan rộng vết thương ra các vùng xung quanh.

III/ Tương tác giữa tia Laser công suất cao và mô sống:
Tương tác chính giữa tia laser công suất cao và mô là tương tác nhiệt. Kết quả là nhiệt độ tại mô bị chiếu tăng lên, trong vấn đề hàng rào sinh học ta chú ý đến 3 hiệu ứng sau:
- Sự đông đặc (Coagulation): tế bào cô đặc lại, và bắt đầu bị hoại tử, nhiệt độ ít nhất để xảy ra hiện tượng là 60 oC.
- Sự bốc hơi (Vaporization): khi bị đốt nóng đến nhiệt độ cao (khoảng 100oc) một số thành phần của tế bào bị bốc hơi.
- Sự Carbon hóa (Cabonization): khi bị đốt nóng trên 100oC các phân tử hữu cơ bị phân hủy.

IV/ Bản chất của hàng rào sinh học trong phẫu thuật laser:
Khi chiếu tia laser công suất cao lên mô, nhiệt độ của mô sẽ tăng lên và phân bố thành nhiều lớp tiên tiếp nhau:


Vùng (1) là vùng có nhiệt độ cao nhất (lớn hơn 100 oC ) do tia laser chiếu trực tiếp vào, đây là vùng tế bào bị đốt cháy.
Vùng (2) là vùng có nhiệt độ thấp hơn (khoảng 100 oC), hiệu ứng chủ yếu là sự bốc hơi, phần lớn nước trong tế bào thoát ra ngoài, mật độ vật chất tại vùng này tăng cao, hình thành một lớp tế bào bị hoại tử bao bọc lấy vết cắt.
Vùng (3) là vùng có nhiệt độ vào khoảng 60 oC, hiệu ứng chủ yếu là sự đông đặc của tế bào, nước mô, máu không thấm ra ngoài được.
Vùng (2) và (3) chính là hàng rào sinh học bảo vệ vết cắt. Hai hiệu ứng quan trọng nhất chính là sự bốc hơi và đông đặc của tế bào.
Như vậy bản chất của hàng rào sinh học trong phẫu thuật laser là lớp màng của các tế bào bị hoại tử và bị đông lại do tác dụng của tia laser.
Bề dày của hàng rào sinh học này vào khoảng micromet nhưng có tác dụng rất lớn trong việc bảo vệ vết thương tránh nhiễm trùng, ngăn chặn sự phát tán của các tổ chức gây bệnh, điều này có ý nghĩa rất quan trọng trong phẫu thuật đặc biệt là phẫu thuật các tế bào ung thư.
Ngoài ra khi sử dụng tia laser trong phẫu thuật cần chú ý đến mật độ công suất và thời gian chiếu tia để phát huy những đặc tính tối ưu của hàng rào sinh học.

[matdanvt]

Bạn ơi sao không thấy hình minh họa thế?

[nacowood]

cai hinh nhu the nay ne. (rang nhin mot chut nha, minh quen cach pót hinh roi) :(
http://images.shareapic.net/fullsize3/009064089.jpg

http://www.shareapic.net/preview3/009064089.jpg (http://www.shareapic.net/content.php?id=9064089&owner=vinhtu)

[tanhoangmy]

Hay lắm, ngày mai thế nào cũng có câu hỏi về HÀNG RÀO SINH HỌC .

[sesvt]

he he mới đi thi về có thấy hàng rào sinh học đâu,lệch hết rồi.không biết anh em làm bài sao ha,chứ tui làm chắc may mắn thì qua thôi.:60:

[grandvt]

Y kien cua tác giả nè
:01:
hihi, khong co ra hang rao sinh hoc thi tot qua. Tai vi cai phần powerpoint bua truoc bao cao tren lop bi sai roi. Cai bai post lai tren forum thi chinh xac hon, nhung ma biet co bao nhieu ban doc dc dau. :D

[vukhoatung]

Ủa ppt bị sai mà thầy Thái im re không sửa gì hết hả ... Vậy là thầy Thái không biết về hàng rào sinh học rồi. Thầy Thái cùi bắp :D.

[khanhhung]

hi, thầy Thái ma biet dc la tiêu KYOsUkE luôn. Bua do thầy co sửa roi, nhung chac may ban ko de y thoi, với lại lời nói gió bay, chỉ có cai file powerpoint ở lại thôi. Phần chỉnh sửa của mình cũng dựa theo sự góp ý của thầy chứ bộ.

[italianhome]

Ủa mà túm lại mí bạn học môn này rồi có biết ứng dụng của nó là gì hok ? Laser ngoài ứng dụng điều trị còn có những ứng dụng nào khác nữa hok ? Với lại vai trò của nó trong thực tế và ứng dụng được rộng rãi hok ?

[recruitvn]

Những ứng dụng dưới đây của laze cho chúng ta thấy tiềm năng to lớn:
1/- ứng dụng laze vào trong công nghiệp:
Các nhà công nghiệp đánh giá rất cao tính chất hội tụ cùng mật độ quang năng lớn của tia laze (độ hội tụ ấy lên tới hàng triệu Watt trên một cm2) với độ chính xác đáng nể của nó. Nhưng năng lực thấu của laze phụ thuộc vào môi trường sử dụng. Môi trường cung cấp cao khoảng 20 kW hoặc hơn thì có thể sử dụng trong công nghiệp. Với môi trường công nghiệp thì laze khí từ CO2 hoặc từ argon là sử dụng thích hợp nhất. Người ta có thể thiết kế lên những cỗ máy tự động sử dụng laze công suất mạnh, kết nối với máy tính để điều khiển dùng trong các nhà máy cơ khí chính xác. Những tia laze mầu xanh có thể trở thành những giao tiện sắc bén, tiện được, cắt, gọt được, qua đó gia công được những chi tiết máy phức tạp, hoặc những chi tiết máy siêu nhỏ. Tia laze cũng có thể làm nên những “mũi giao khắc”, có thể khắc hoặc khoét đủ hình dáng lên ống thép của các nhà máy hoá chất, hoặc bồn chứa, ống dẫn dầu-khí, hoặc để cưa cắt mhững tấm thép hợp kim rất dầy (tới 20 mm) phục vụ công nghệ đóng tầu biển. Ngoài ra để phá những tầu đã quá niên hạn, hoặc xe quân sự đã thanh lý đưa vào lò luyện thép, phải dùng laze hoá học công suất tới 100 kW thì mới làm nổi. Hoặc để chạm khắc lên những vật liệu khác như giấy carton, nhựa, gỗ... laze cũng áp dụng để hàn đủ thứ kim loại (từ kim loại mềm đến kim loại cứng nhất mà ta có thể gặp).
* Để phục vụ cho công nghiệp và nghiên cứu khoa học, người Nga đã sớm xây dựng máy phát laze ở vùng ngoại ô Matxcơva với công suất bước đầu là 1 MW. Đươc biết, để khởi động cho máy phát này, người ta phải cắt điện trong một phạm vi rộng lớn quanh vùng. Nhưng người Đức lại có cách nhìn thực tế và thực dụng hơn, họ sớm thiết lập nhiều công ty cung cấp công nghệ laze, nhờ đó chiếm đến 40% thị phần mặt hàng này trên thị trường thế giới, hàng năm sản xuất ra tới 600 máy laze đáp ứng mọi nhu cầu của nền công nghiệp của nước mình và theo đơn đặt hàng của nhiều nước. Đặc biệt, có các máy gia công sử dụng công nghệ laze thích hợp cho những doanh nghiệp vừa và nhỏ. Những hãng ôtô nổi tiếng như BMW hoặc Peugeot dùng laze vào các rôbốt để đảm trách các công đoạn: lắp ráp, hàn, sơn...những thao tác của rôbốt trở nên cực kỳ chính xác, nhanh và tiện lợi .
Để phục vụ cho các công trình công nghiệp như nhà máy điện, những khu vực nhậy cảm, những hệ thống viễn thông, người Pháp đã thiết lập hệ thống thu lôi bằng laze tại Saint Privat – d’Allier. Đó là vùng thường xẩy ra dông – sét về mùa hè. Hệ thống này hợp thành “hàng rào” bảo vệ. Những chùm tia laze được chiếu thẳng vào lúc khởi đầu tia chớp có tác dụng như một ống máng để dồn sét vào nơi người định sẵn.
* Trong lĩnh vực công nghiệp nhẹ, thương mại và viễn thông, laze được ứng dụng vào các công đoạn cắt vải đạt độ chính xác cao, rà soát mã số sản phẩm công nghiệp, báo giá các mặt hàng cho người thu ngân lưu giữ vào máy, để phát hiện tiền giả, để in bao bì sản phảm có độ nét cao, để đánh dấu những sợi cable nhỏ nhất trong công nghiệp điện tử, hay vẽ đường nét (theo thiết kế) lên những vi mạch... laze cũng được dùng rộng rãi trong ngành viễn thông ví như người Pháp và Mỹ đã lập mạng liên lạc đường dài với nhau từ năm 1988, bằng hệ thống liên lạc hồng ngoại laze nhờ sợi cáp quang dài chừng 150 ngàn km vượt qua biển Đại Tây Dương. Như vậy, tia laze đã được thu vào một sợi cáp quang rất mảnh (nhỏ hơn sợi tóc) và được điều khiển bởi một hệ thống phức tạp. Loại dây dẫn này có khả năng chứa nhiều thông tin hơn các loại dây dẫn khác nhiều lần. Chỉ khoảng 4 sợi lắp trong hệ thống xuyên đại dương có thể chuyển 40 ngàn cuộc nói chuyện cùng một lúc. (Để đối chiếu, ta hãy nhớ lại rằng, hệ thống cáp xuyên Thái Bình Dương làm năm 1957 bằng dây đồng chỉ chuyển được 90 cuộc điện đàm cùng một lúc). Việt Nam cũng đã tham gia vào hệ thống cáp quang hiện đại này (trong chương trình Sea-Me-Wez gồm 32 nước tham gia). Hệ thống này, ngoài việc phục vụ điện tín, fax, điện thoại...nó còn hỗ trợ đắc lực cho hệ thống Internet trên toàn cầu.
2/- Laze phục vụ sức khoẻ và cuôc sống văn hoá, tinh thần cho con người:
Người ta có thể sử dụng các nguồn laze với công suất khác nhau, vì rất thuận tiện trong việc sử dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau của cuộc sống. Ví như
Trong y học, người ta sớm dùng laze như một giao mổ, kết hợp với nội soi nên tăng thêm sự chính xác khi điều trị bằng phẫu thuật u bướu lành tính cũng như ác tính trong nội tạng của bệnh nhân. laze kết nối với máy tính có thể phẫu thuật mắt, hoặc phẫu thuật thần kinh, tai mũi họng, hoặc khai thông những mạch máu bị tắc chính xác và hiệu quả. Có thể dùng tia laze để đốt những vết sắc tố ngoài da, tẩy vết săm, hoặc tẩy mụn ...
Trong văn hoá, nghệ thuật, thể thao, nhờ độ phân giải cao, laze đã nhanh chóng xâm nhập vào đĩa compact và vidéo. Trong trường hợp này người ta dùng nhiều đến laze xanh vì so với Laser đỏ thì laze xanh có thể đọc được nhiều tin hơn trên cùng một không gian ghi. Để chứa một cuốn phim vidéo thời lượng 2 giờ, nếu dùng laze xanh chỉ cần nén vào một đĩa CD là đủ, nhưng nếu dùng laze đỏ phải cần đến 3 đĩa CD mới chứa hết. Ngày nay trong các buổi trình diễn nghệ thuật, thể thao, trong công viên nước, trong vũ trường...không thể thiếu những ánh sáng kỳ diệu nhiều mầu sắc: xanh, đỏ, hồng, vàng, cam, tím...của laze (xem hình-2) v..v..
3/- Laser dùng trong quân sự : Từ khi laze ra đời, một thế hệ vũ khí mới xuất hiện, chúng rất nguy hiểm cho loài người, chỉ với những gì đã biết dưới đây đã nói lên điều đó:
* Thời chiến tranh lạnh, người Nga đã có cơ sở nghiên cứu vũ khí laze rất sớm ở Smoliachkov (gần St. Petersburg), chính họ đã nêu lên nhiều ý tưởng vũ khí laze hiện đại. Nhưng từ 1990 trở lại đây, khả năng tài chính không cho phép, do vậy người Nga chỉ thực hiên được một phần tham vọng của mình.
Mặt khác họ rất kín đáo về lĩnh vực laze trong quốc phòng. Người có công lớn trong lĩnh vực mới này là Viện sĩ Fedo Bunkin. Ông đã được nhà nước trao giải thưởng về những ứng dụng quan trọng này.
* Còn người Mỹ, người Pháp đã và đang thành lập nhà máy laze siêu mạnh, để phục vụ cho công nghiệp, kỹ nghệ vũ trụ... Viện Nghiên cứu Lawrence Livermore National Laboratory ở California (Mỹ) đã lắp đặt một máy laze thuộc loại lớn nhất thế giới, siêu mạnh và siêu hiện đại trên diện tích rộng bằng 2 sân bóng đá, với giá 1,8 tỷ USD. Nhưng giới thạo tin thì cho rằng: nó để tạo thành nguồn điện như dòng điện xuất hiện trong quá trinh phản ứng nhiệt hạch trên mặt trời để từ đó quan sát quá trình phản ứng hạt nhân của hydro phục vụ việc chế tạo và hoàn thiện bom kinh phí có sức phá huỷ khủng khiếp. Cũng phải nói thêm rằng: Máy laze dù lớn hay bé, đều có chung một nguyên lý tạo thành giống nhau, chỉ khác ở kích cỡ, công suất năng lượng cho đầu vào và phải giải quyết khâu làm lạnh cho tất cả hệ thống, để làm lạnh, thường phải nhờ vào nitơ lỏng.
Còn máy laze của người Pháp được đặt ở Bordeaux, chủ yếu dưới ngầm, được đầu tư 1,5 tỷ USD. Theo họ, đó là để kích thích quá trình gây nổ trong việc thử bom khinh khí. Công việc trên sẽ được hoàn thành vào năm 2005.
Kể từ năm 1999, hãng Boeing của Mỹ đã sản xuất và đã thử nghiệm bước đầu loại máy bay có trang bị vũ khí laze. Trên đó có buồng chứa 6 máy laze hoá học và hệ thống ống tele đường kính 1,8m để hội tụ và hướng tia laze vào mục tiêu. Máy laze này được coi là một thứ súng, nhưng tính năng của súng này phụ thuộc vào khí quyển. Được biết, nếu súng này ở tầm cao 11 ngàn km (tức là nơi không còn khí quyển nữa) thì tầm hiệu dụng của súng là 300 km. Nếu vượt quá tầm này thì tia laze không đủ sức làm nóng chảy kim loại, nghĩa là không sát thương được mục tiêu.
* Súng Laser dùng cho bộ binh thường hướng vào: làm thế nào vô hiệu hoá được chiến binh của đối phương, cản trở sự triển khai vũ khí và phương tiện chiến tranh của đối phương. Ví dụ, ta biết rằng, hệ tiêu hoá của chúng ta luôn có tần số tự nhiên khoảng dưới 10 hertz. Do vậy vào những năm sau 1960, người Mỹ đã chế tạo ra “súng âm thanh trầm” có tần số tương ứng như vậy. Khi súng hướng vào bụng, dạ dầy của đối phương tạo ra sự cộng hưởng với biên độ tăng dần, làm cho đối phương buồn nôn kèm theo chóng mặt, hoa mắt mà không sao cưỡng lại được. Người trúng loại “đạn âm thanh” đó tức khắc bị loại ra khỏi cuộc chiến. Cũng như vậy, người ta đã dùng sóng radio xấp xỉ với sóng của não người để gây rối loạn đầu óc của đối phương. Những loại súng này thường gọn nhẹ (chỉ bằng cây bút chì). Có khi dùng tia laze làm mù mắt của đối phương ...
Người ta dùng laze để chế tạo ra súng phun nhựa (lanceglu) phun vào đối phương, ngay tức khắc người bị dính nhựa không cựa quây được (giống như mạng nhện bao bọc lấy con ruồi), đến mức không thể sử dụng súng để chống trả được nữa, chỉ chờ được cứu, hoặc chờ bị bắt. Vẫn biết rằng, không thiếu gì dung môi hoà tan nhựa, nhưng hoà tan được nhựa thì cũng hoà tan cả tế bào da, nên lại bị bỏng nặng. Hoặc có khi bơm vào đối phương “những bọt dầu nhớt” như bọt xà phòng. làm đối phương không nghe thấy gì v.v..
* Ngoài ra, laze còn dùng để đo khoảng cách các mục tiêu quân sự , biết được thời gian đi và về của tia sáng ta dễ dàng tính ra được khoảng cách. Bằng cách này, các nhà khoa học đã dùng laze để đo khoảng cách từ trái đất tới mặt trăng một cách chính xác. Như trong cuộc chiến ở Irắc vừa qua, người Mỹ dùng laze để điều khiển các tên lửa và kích cho nó nổ khi đã đến mục tiêu v.v..
Qua đây ta thấy, laze dùng trong quân sự là khá nguy hiểm. Nếu những nghiên cứu của các nước giầu nêu trên thành công thì trở thành mối lo ngại cho loài người. Cũng phải nói thêm rằng, kể từ năm 1997, Bộ quốc phòng Mỹ ngang nhiên xem xét đạo luật “coi khoảng không gian gần trái đất là vùng quyền lợi của nước Mỹ” (!) Một mặt, họ đẩy nhanh việc phóng vệ tinh lên đây và dự kiến đến 2010 sẽ có 1.700 vệ tinh trên đó là của người Mỹ. Mặt khác, họ tăng cường vũ khí laze ở trên vùng này để bảo vệ “quyền lợi” của họ... Vậy mà vũ khí laze vẫn không có một tổ chức nào, một cơ chế nào của cộng đồng quốc tế để kiểm soát chúng. Phải chăng đó là một tai hoạ khủng khiếp vẫn còn được che đậy?