In-vitro-Untersuchungen zur gepulsten Laserangioplastie in flüssigem und gasförmigem Medium

Zusammenfassung

Ziel: An einem Gefäßmodell sollte die Wirkung des gepulsten Farbstofflasers in flüssigem Medium mit einer Hochgeschwindigkeitskamera dokumentiert und als Alternative eine Angioplastie in Gasatmosphäre in vitro untersucht werden. Material und Methode: Die Applikation des Laserpulses (Farbstofflaser 630 mm Wellenlänge) wurde mit einer Hochgeschwindigkeitskamera im Abstand von 20 μs bis zu 800 μs aufgenommen. In das wasser- beziehungsweise CO₂-gasgefüllte Angioplastiemodell aus Silikonschlauch wurde als Zielpunkt für den Laserpuls ein verkalkter Arterienplaque eingebettet. Ergebnisse: Im mit Flüssigkeit gefüllten Gefäßmodell entwickelte sich nach Laserapplikation eine Kavitationsblase, die sich über den Zeitraum von 0-450 μs vom Radius 0 auf 3 mm ausdehnte und danach kollabierte. Die gebildete Kavitationsblase führte konsekutiv zur Ausdehnung des Gefäßes. Die mittlere Expansionsgeschwindigkeit der Kavitationsblase betrug 80 m/s in den ersten 20 μs, die Auslenkgeschwindigkeit der Schlauchwand 10 m/s. Verglichen mit diesem Versuch in Flüssigkeit lag unter Gasatmosphäre keine Kavitationsblase oder Auslenkung der Gefäßwand vor. Schlußfolgerung: Bei einer Laserangioplastie mit diesen extremen Auslenkgeschwindigkeiten liegt es nahe, eine Gefäßwandschädigung anzunehmen. Damit könnte ein Restenosereiz gesetzt werden. Es ist zu vermuten, daß eine Angioplastie unter Gasatmosphäre schonender ist.

Summary

Purpose: In a vascular model the mechanisms of a pulsed dye laser working in a liquid and a gaseous environment was tested and documented by means of a high-speed camera. Methods: The pulse application (630 nm wavelength) on a target of calcified arterial plaque material was detected at intervals of 20 μs up to 800 μs total time. Results: In water the laser beam created a cavitation bubble which expanded from 0 to 450 μs from a radius 0 to 3 mm and collapsed afterwards. The average expansion velocity of the bubble was 80 m/s in the first 20 μs and the resulting velocity of the tube model wall was 10 m/s. Compared with gaseous atmosphere there was no bubble and consecutively no wall stress. Conclusion: It is obvious that laser angioplasty causes wall stress and destruction of different vascular layers. This might be the initial stimulation for restenosis. In gaseous atmosphere laser angioplasty should be more protective.

Schlüsselwörter

Laser - Laserangioplastie

Key words

Laser - Laser angioplasty