Лазерные пункционные технологии лечения экструзий межпозвонковых дисков [1–6] остаются наиболее перспективными, поскольку лазерное излучение обладает уникальной вариабельностью, порождающей множество эффектов, которые ещё не используются либо не исследованы в медицинской практике. К подобным эффектам можно отнести лазероиндуцированное кипение биологической жидкости [8–17]. Кипение биологической жидкости может быть инициировано как в результате прямого поглощения лазерного излучения, так и при контакте с жидкостью разогретого до высоких температур торца лазерного оптоволокна [18].
Традиционно механизмы хирургического воздействия лазерного излучения на биологическую ткань основываются на «абляционной» парадигме, согласно которой мощное лазерное излучение приводит к удалению – абляции биологического вещества. При этом роль биологической жидкости, которая при высоких значениях мощности лазерного излучения попросту испаряется (осушение ткани), не учитывается.
Все биологические ткани насыщены водой. Жидкости в зависимости от возраста составляют от 50 до 85 % массовой доли человеческого организма и представляют собой различные водные растворы. Распределение жидкости в организме неоднородно и зависит от органа, в котором она сосредоточена. В хрящевой ткани межпозвонкового диска содержание воды достигает 80 % [9]. При контакте разогретого торца оптоволокна с биологической тканью содержащаяся биологическая жидкость может вскипеть. Кипение – процесс интенсивного парообразования внутри жидкости [7], который сопровождается появлением парогазовых пузырьков, приводящих к разрушению сплошности среды. Кипение жидкости, сосредоточенной непосредственно в ткани, также приведёт к появлению пузырьков, которые будут разрушать сплошность ткани, но в отличие от чистой жидкости этот процесс при достижении определённых размеров пузырьков будет необратим. Таким образом, кипение биологической ткани будет приводить к её разъединению. В данном способе термомеханического воздействия температура ткани не может подняться существенно выше температуры кипения воды – 100 °С (температура насыщения), что, с одной стороны, обеспечит необратимую денатурацию (коагуляцию) всех белков человеческого организма, с другой, этой температуры недостаточно для карбонизации ткани, являющейся причиной многих осложнений, в частности, асептических воспалений и некрозов.