Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 83369 10.29039/rusjbpc.2023.0626 МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ USE OF MEDICAL Nd:YAG LASER IN NEEDLESS VENIPUNCTION ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕДИЦИНСКОГО Nd:YAG ЛАЗЕРА В БЕЗЫГОЛЬНОЙ ВЕНЕПУНКЦИИ Ястребова Е. С. Yastrebova E. S. kat30cer@kinetics.nsc.ru Владимиров Р. С. Vladimirov R. S. Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского Новосибирск Россия Voevodsky Institute of Chemical Kinetics and Combustion Novosibirsk Russian Federation Институт химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского Новосибирск Россия Voevodsky Institute of Chemical Kinetics and Combustion Novosibirsk Russian Federation 27 05 2024 27 05 2024 8 3 312 318 19 07 2023 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/83369/view

В последнее время в сфере медицины наблюдается тренд «персонализированной медицины». Основное отличие такой медицины от классической состоит в том, что ваше здоровье оценивают не по средним значениям параметров всех людей, а отслеживают динамику изменения ваших личных параметров. Создание новых подходов к забору пробы с целью повысить привлекательность сдачи медицинских анализов занимает важное место в развитии персонализированной медицины. В данном направление популярность набирает подход безыгольной венепункции. Данный метод основан на лазерной абляции участка кожи над веной с последующим забором крови. При этом сведено к минимуму повреждения окружающих тканей и образование гематом в результате оплавления на границах воздействия лазерного излучения. В таком подходе главной задачей является умение контролировать глубину и радиус возникающего отверстия – возможности контролируемого получения отверстий в кожных покровах при помощи лазерной абляции. В ходе работы была создана компьютерная модель лазерной абляции для изучаемых объектов с помощью рабочей среды COMSOL Multiphysics. Так же была собрана установка для проведения экспериментов на базе лазера Q-Switch Nd:YAG laser (Класс D). Испытания проводились на нескольких типах мишеней.

In recent times, the field of medicine has witnessed a trend towards personalized medicine. The main difference of this approach compared to classical medicine is that your health is evaluated not based on average values of parameters from all individuals, but by tracking the dynamics of changes in your personal parameters. Developing new approaches to sample collection in order to enhance the attractiveness of medical testing plays an important role in the development of personalized medicine. In this regard, the needle-free venipuncture approach is gaining popularity. This method is based on laser ablation of the skin above the vein, followed by blood collection. This minimizes damage to surrounding tissues and reduces the formation of hematomas as a result of laser-induced melting at the boundaries of laser exposure. The main challenge in this approach is the ability to control the depth and radius of the resulting opening - the ability to obtain controlled openings in the skin using laser ablation. In the course of this study, a computer model of laser ablation was created for the studied objects using the COMSOL Multiphysics software. Additionally, an experimental setup was assembled using a Q-Switch Nd:YAG laser (Class D) for conducting experiments on multiple types of targets.

 безыгольная венепункция лазерная абляция кожные покровы needleless venipuncture laser ablation skin

Balter M.L., Leipheimer J.M., Chen A.I., Shrirao A., Maguire T.J., Yarmush M.L. Automated end-to-end blood testing at the point-of-care: Integration of robotic phlebotomy with downstream sample processing. Technology, 2018, vol. 06, iss. 02, pp. 59-66, doi: 10.1142/S2339547818500048. Balter M.L., Leipheimer J.M., Chen A.I., Shrirao A., Maguire T.J., Yarmush M.L. Automated end-to-end blood testing at the point-of-care: Integration of robotic phlebotomy with downstream sample processing. Technology, 2018, vol. 06, iss. 02, pp. 59-66, doi: 10.1142/S2339547818500048. Vogel A., Venugopalan V. Mechanisms of Pulsed Laser Ablation of Biological Tissues. Chem. Rev., 2003, vol. 103, iss. 2, pp. 577-644, doi: 10.1021/cr010379n. Vogel A., Venugopalan V. Mechanisms of Pulsed Laser Ablation of Biological Tissues. Chem. Rev., 2003, vol. 103, iss. 2, pp. 577-644, doi: 10.1021/cr010379n. Kono T., Ogawa N., Gonome H., Rajagopalan U.M., Yamada J. A local rapid temperature rise model for analyzing the effects of irradiation on human skin in laser treatments. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2021, vol. 171, p. 121078, doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121078. Kono T., Ogawa N., Gonome H., Rajagopalan U.M., Yamada J. A local rapid temperature rise model for analyzing the effects of irradiation on human skin in laser treatments. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2021, vol. 171, p. 121078, doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.121078. Kurazumi Y., Rezgals L. Convective Heat Transfer Coefficients of the Human Body under Forced Convection from Ceiling. J Ergonomics, 2014, vol. 04, iss. 01, doi: 10.4172/2165-7556.1000126. Kurazumi Y., Rezgals L. Convective Heat Transfer Coefficients of the Human Body under Forced Convection from Ceiling. J Ergonomics, 2014, vol. 04, iss. 01, doi: 10.4172/2165-7556.1000126. Firdous S. et al. Measurement of an Optical Parameters: Absorption Scattering and Auto-florescence of Skin in vitro. International J. of Cancer Research, 2004, vol. 1, iss. 1, pp. 10-15, doi: 10.3923/ijcr.2005.10.15. Firdous S. et al. Measurement of an Optical Parameters: Absorption Scattering and Auto-florescence of Skin in vitro. International J. of Cancer Research, 2004, vol. 1, iss. 1, pp. 10-15, doi: 10.3923/ijcr.2005.10.15.