Φωτο-βιοφυσικές εφαρμογές των laser και ανάπτυξη μεθοδολογίας μικροχειρισμού νανοσωματιδίων με χρήση οπτικής παγίδας laser

Abstract

The present thesis studies the photo-biophysical applications of laser in macroscopic and microscopic level. The laser light was applied to tissues, implant materials, cells and nanoparticles. In particular, the laser beam was used as a tool for ablation and micromanipulation of biostructures. The aim was to study several applications of the laser radiation on the rapidly evolving fields of photorefractive surgery and biotechnology. The thesis is divided into two parts. In the first part was examined the interaction of laser radiation with ocular tissues and intraocular lenses (IOLs). The photorefractive surgery uses laser light for cornea reshaping in order to correct refractive errors such as myopia, astigmatism and hyperopia. The cataract surgery uses polymeric implants (lenses) to restore vision in cases of clouding of the natural lens of the eye. On top of refractive surgery with excimer laser is the optimization of quality of vision and the minimization of postoperative complications. In cataract surgery new polymeric materials, techniques and patterns have been studied for forming and etching IOLs to reduce diffractive aberrations and improve multifocal focusing

Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκαν οι φωτο-βιοφυσικές εφαρμογές των laser σε μακροσκοπικό και μικροσκοπικό επίπεδο. Η ακτινοβολία laser εφαρμόστηκε σε ιστούς, σε υλικά εμφυτεύματα, σε κύτταρα και νανοσωματίδια. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε η δέσμη laser ως εργαλείο αποδόμησης αλλά και μικροχειρισμού βιοδομών. Στόχος ήταν η μελέτη εφαρμογής της ακτινοβολίας laser στους ραγδαία εξελισσόμενους τομείς της φωτοδιαθλαστικής χειρουργικής, της βιοφυσικής και της βιοτεχνολογίας. Η διατριβή χωρίζεται σε δύο μέρη. Στο Α΄ μέρος μελετήθηκε για πρώτη φορά στο εργαστήριο και σε επίπεδο βασικής έρευνας η αλληλεπίδραση της ακτινοβολίας laser με οφθαλμικούς ιστούς και ενδοφακούς. Η φωτοδιαθλαστική χειρουργική χρησιμοποιεί την ακτινοβολία laser για την μορφοποίηση του κερατοειδούς χιτώνα με σκοπό την διόρθωση διαθλαστικών σφαλμάτων, όπως η μυωπία, ο αστιγματισμός και η υπερμετρωπία. Στην κορυφή της διαθλαστικής χειρουργικής με excimer laser βρίσκεται η βελτιστοποίηση της ποιότητας της όρασης και η ελαχιστοποίηση των μετεγχειρητικών επιπλοκών. Η χειρουργική του καταρράκτη χρησιμοποιεί πολυμερικά εμφυτεύματα (ενδοφακούς) για την αποκατάσταση της όρασης σε περιπτώσεις θόλωσης του φυσικού φακού του ματιού. Στη σύγχρονη χειρουργική του καταρράκτη μελετούνται νέα πολυμερικά υλικά, τεχνικές παραγωγής και μορφοποίησης των ενδοφακών με σκοπό την βελτίωση των διαθλαστικών εκτροπών και της αδυναμίας πολυεστιακής ικανότητας του οφθαλμού.