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O laser é formado por um feixe de luz coerente que se concentra numa área pequena e bem definida. Praticamente não existe dispersão - espalhamento - neste feixe luminoso, ao contrário de um lâmpada, cujos raios luminosos se espalham abrangendo grande área. Qualquer substância no interior desse raio evapora instantaneamente.

Sucintamente, o laser funciona da seguinte maneira (Figura 1): quando um átomo se excita suficientemente para alcançar a sua última camada de valência (seu estado excitado ou nível metaestável) ele deixa sua lacuna - seu lugar de origem - vazia, e ao retornar a essa lacuna (não necessariamente o mesmo elétron) emite uma radiação eletromagnética.

O intervalo de tempo em que o elétron permanece fora de sua lacuna pode variar e é esse tempo que determina a dispersão de energia, ou seja, quanto mais tempo permanece fora, menor será sua dispersão quando ele voltar.

Existem dois tipos básicos de lasers: o de impulsos e o de emissão contínua. A diferença entre eles é que o primeiro fornece uma certa energia em um tempo muito pequeno, com uma potência extremamente alta; e o segundo, vai emitindo sua energia aos poucos, com uma intensidade muito menor.

Nos lasers a impulsos (material de estado sólido), a emissão se dá da seguinte maneira: a energia acumulada nos átomos de um rubi, por exemplo, é liberada em um tempo muito curto.

Já nos lasers de emissão contínua (material de estado gasoso) é diferente: a luz é constantemente refletida de um lado para o outro, dentro de um tubo que contém um gás. A cada passagem do feixe de luz, a intensidade aumenta um pouco (se não houver algo que absorva a luz, caso contrário a emissão se amortece).

Dentro desses tipos básicos de lasers, existem outros tipos mais específicos, que distinguem-se segundo o material ativo empregado e o tipo de excitação utilizada para desencadear o processo.

Segundo MATZNER, "...esta luz tipo laser pode ser obtida a partir de substâncias sólidas, líquidas ou gasosas, as quais podem ser estimuladas por 3 formas diferentes:

• Bombardeamento ótico;
• Bombardeamento por RF ou corrente contínua;
• Bombardeamento de injeção de uma corrente intensa." (MATZNER, 1983, p. 22)

Nos lasers a partir de substâncias gasosas, encontra-se:

Dentro dos 3 tipos de bombardeamento descritos acima, existem diversos tipos de lasers, tais como:

Para podermos relatar sobre o laser na medicina, não podemos esquecer de uma importante ferramenta que é fundamental em quase todas as áreas: o bisturi-laser.

Existem algumas vantagens em se utilizar bisturis a laser. Uma delas é que, com seu calor, cauteriza imediatamente o corte, resolvendo assim os problemas da hemorragia e da infecção. Mas não existem aparelhos laser tão reduzidos que possam ser dirigidos manualmente com facilidade.

Devido a isso, constrói-se o bisturi adaptando-se a um laser fixo um dispositivo que dirije seu feixe luminoso para a região desejada. O raio é introduzido em um braço provido de vários dobramentos que permitem rodá-los em vários sentidos diferentes. O conjunto pode, por isso, ser esticado ou dirigido à vontade, apesar de ser composto por partes rígidas. O aparelho assim comprido tem certa semelhança com os braços dos motores usados por dentistas.

Em cada dobra existe um prisma P, que efetua o desvio do feixe, para conduzi-lo na direção correta. Ele chega, assim, a uma espécie de empunhadura que está na mão do cirurgião. Nela existe um sistema óptico que concentra o raio laser de modo a aumentar sua intensidade e possibilitar finos cortes. (Figura 3).

Na área de oftalmologia é necessário trabalhar com várias freqüências de lasers, pois cada tipo de célula absorve melhor uma determinada freqüência, em detrimento das demais. Os lasers são usadas na fotocoagulação de vasos sangüíneos em tratamentos de tumores, em cirurgias oculares, em alguns tipos de cataratas, glaucomas, e úlceras da córnea.

Nas cirurgias oculares, do descolamento de retina, utiliza-se a fotocoagulação. Para tanto, utiliza-se um laser a Rubi, cujo feixe é concentrado e dirigido para o interior do olho, de forma a passar através da pupila sem tocar a íris, que, de outra maneira, seria danificada. O feixe queima uma área muito restrita da retina, e a coagulação do sangue prende-a à parte interna do bulbo ocular. (Figura 2).

As operações feitas com os lasers de Argônio, Criptônio, Nd/YAG são realizadas através de microscópio para onde o raio é levado através de fibras ópticas. Esse método prevê várias proteções, tanto para o paciente quanto para o médico. Por exemplo, costuma-se incluir um filtro no microscópio, com a finalidade de proteger o médico contra qualquer reflexão vinda dos próprios olhos do paciente. Além disso, faz-se com que o laser se desligue automaticamente caso ocorra uma variação de intensidade de luz não especificada pelo médico.

Todos esses lasers (Rubi, Nd/YAG, Argônio e Criptônio) pedem guia de luz, a fim de haver uma clara indicação de onde o ponto de luz vai ser aplicado. Assim, nos lasers de Argônio e Criptônio utiliza-se filtros atenuadores, para que o próprio raio sirva de guia; já nos outros dois é preciso usar laser de baixa potência em separado como referência.

O Excimer laser, através do principio da fotoablação (retirada de uma pequena parte ou superfície do corpo através de um feixe luminoso), torna possível tratar miopia e astigmatismo apenas com a mudança da curvatura da superfície da córnea. A vantagem desta técnica (PRK) em comparação com a cirurgia refrativa por incisões (RK) é sua segurança e precisão.

Existe algumas técnicas para a utilização do Laser Excimer:

A cirurgia constitui na realização de um aplanamento da região central da córnea através da remoção precisa de camadas dessa região. A operação dura aproximadamente 20-50 segundos e é indolor.

Através de um feixe muito pequeno de átomos, levanta-se aproximadamente 150 micras da região anterior da córnea (a) e o laser age na superfície obtida corrigindo o defeito ocular. Depois, a aba que foi levantada é recolocada no lugar (b). A cirurgia dura pouco menos que 5 minutos.

Cirurgia refrativa por incisões.

Empregado no tratamento de opacidades superficiais da córnea.

Devido a essas características, o laser de CO₂ é usado na vaporização de tecidos; o de Argônio é utilizado como fotocoagulador; o de Nd/YAG é sintonizável em diversas freqüências, podendo ser utilizado em várias aplicações diferentes.

Nos lasers de CO₂ e Argônio, as operações são realizadas com o auxílios de microscópios; onde o raio é transportado de seu tubo até o local da cirurgia. Esse transporte é realizado através de fibras ópticas (no caso do Argônio) ou espelhos (CO2).

Entre as várias aplicações do laser no campo de otorrino, pode-se destacar as operações nas cordas vocais, onde é possível vaporizar tumores; a endoscopia, onde as úlceras podem ser tratadas sem que seja preciso operar o paciente; as hemorragias internas; através de um broncoscópio - instrumento para examinar o interior dos brônquios -, sendo possível operar lesões nos pulmões, desobstruir as vias respiratórias, entre várias outras possibilidades.

O Excimer laser ajuda também a tratar a angioplastia, onde uma ou mais artérias estão bloqueadas pelo estreitamento localizado, resultado do acúmulo de colesterol no sangue - chamada placa aterosclerótica -, onde o fluxo de sangue e oxigênio é diminuído. O mecanismo de ação desse laser sobre a placa aterosclerótica é a vaporização, que induz intenso aquecimento localizado tecidual (injúria térmica). "… A energia é conduzida por catéter contruido de múltiplas fibras ópticas (de 12 a 300), que é conectado a um gerador de laser. Existem algumas limitações desta nova tecnologia, entre as quais, destacam-se o seu elevado custo e as possíveis complicações (perfuração e dissecação da artéria)." Segundo GaveaCath (www.lasertogo.com.br/gaveacath/gcath29.htm).

E ele também está sendo empregado na desobstrução de vasos sangüíneos, no interior do próprio coração, através de fibras ópticas; nesse caso, a fibra é acoplada a um monitor de TV, a fim de que possa ser visualizado o local da aplicação.

Na neurocirurgia, o laser está sendo muito empregado, devido às suas qualidades de remoção dos tecidos sem sangramento e sem contato físico algum.

Em ginecologia, usa-se o laser para vaporizar carcinomas - tumor maligno, câncer -, condilomas - saliência de aspectos verrucosos no ânus ou nos órgãos genitais -, vírus de herpes; cicatrizar hemorragias e úlceras; desobstruir canais de fibras ópticas, entre outras aplicações.

Em urologia, ele permite realizar algumas operações através de fibras ópticas, como, por exemplo, vaporização de pedras nos rins, desde que essas encontrem-se numa posição favorável. Hemorróidas são vaporizadas rapidamente, apenas com anestesia local e sem muita dor.

Na área de dermatologia e Cirurgia Plástica, o laser é ativamente aplicado na eliminação das manchas de pele, verrugas, tumores benignos, tatuagens, rejuvenescimento cutâneo, tratamento de cicatrizes de acne, varizes, estrias, quelóides, implante capilar, cirurgia de pálpebras, depilação definitiva e outros. Além disso, permite fazer vários tipos de operações plásticas.

Criado em 1990, o Laser Ultra-Pulse Coherent de CO₂ emite um feixe de luz finíssimo de 3 milímetros de diâmetro com a altíssima energia (500 milijoules), pulsando em cada milissegundo. Essas pulsações chegam a uma profundidade de 0,02 milímetros, ou melhor, o diâmetro de 3 células sangüíneas.

Esse laser trabalha por vaporização. Ele reage com a água da epiderme, vaporizando-a e liberando fragmentos brancos, que são removidos com gaze embainhada em soro fisiológico.

"… o laser faz uma espécie de peeling: destrói camada por camada da epiderme, derme superficial, até chegar à derme média e estimulada dessa forma a produção de fibras de colágeno. O colágeno é uma proteína produzida pelos fibroblastos, e tem a função de regenerar e dar sustentação as células da pele. Sua produção diminui com o avanço da idade ou sob os efeitos do Sol. O laser, chegando até a derme, estimula maiores níveis de fabricação do colágeno novamente e seu encurtamento portanto a pele fica de novo mais contraída e menos flácida." segundo Dr. Otávio R. Macedo (www.estheticline.com.br/ dicas/laser.htm).

Com a precisão do Ultra-Pulse, é possível tratar rugas isoladas, e pequenas áreas, sem prejudicar os tecidos "vizinhos".

Esse sistema também vem sendo utilizado na eliminação de verrugas, tatuagens, certos tumores de pele, estrias, transplantes de cabelo (diminuindo o tempo de cicatrização) e em substituição ao bisturi, reduzindo o tempo da operação e melhorando a cicatrização.

O Ultra-Pulse, é tão potente que, em mãos erradas e inexperientes, pode causar danos ao paciente, como perda da pigmentação da pele e outros.

Abaixo, são relatadas algumas situações e métodos onde pode-se aplicar o laser:

Essa técnica consiste em vaporizar a parte mais superficial da pele, retirando as rugas e as manchas. Com isso, ocorre a substituição da pele envelhecida por outra mais jovem e natural. A técnica também é utilizada no tratamento de cicatriz de acne, promovendo a retirada dela sem o risco de causar danos ou irregularidades na pele.

Alguns equipamentos a laser são capazes de retirar as pintas e manchas senis, sem lesar a pele normal, ou seja, sem deixar cicatriz. O aparelho também é utilizado para retirar tatuagens, mas é necessário para isso várias aplicações. A vantagem do laser sobre os outros métodos é de que a pele não sofre danos.

Existem lasers que têm a propriedade de emitir raios que coagulam os vasos sangüíneos, promovendo sua reabsorção. Tais lasers podem ser usados no tratamento de varizes, hemangiomas, vasos em face, etc., com a grande vantagem de não prejudicar a pele.

Hoje em dia, é o laser Ultra-Pulse que vem apresentando os melhores resultados em tratamentos de estrias, quelóides e tumores benignos. Devido ao seu fácil manuseio e sua propriedade de realizar uma incisão programada, permite um maior controle sobre a pele do que outras técnicas conhecidas, sem riscos para o paciente.

O implante capilar, através da cirurgia a laser, ficou mais simples e não causa sofrimento ao paciente, pois o laser faz os orifícios onde são implantados as raízes do cabelo, tendo uma recuperação muito mais rápida.

Pode ser feita tanto na pálpebra superior como inferior. O laser corta e coagula ao mesmo tempo, sucedendo assim, uma melhora mais rápida do paciente. Essa cirurgia pode ser feita por dentro da conjuntiva (membrana mucosa que forra a parte anterior do globo ocular e a parte interna das pálpebras), para esconder a cicatriz.

Sua maior aplicação é nos casos de áreas localizadas, como axilas, rosto, mamas, abdomem e nas virilhas. É aconselhável para uma eliminação definitiva dos pêlos 9 aplicações (3 por ano).

Além de diversas aplicações em cirurgias e outras, o laser também tem aplicações em terapias. Falando do câncer, o laser tem sido utilizado na técnica "Photofrin". Essa técnica funciona da seguinte maneira: uma substância química é injetada no paciente, espalhando-se rapidamente por todo seu corpo. Essas substâncias são normalmente excretadas pelas células em um certo tempo. Mas as células cancerígenas retêm essas substâncias por um tempo maior, sendo que em 24 horas, todas as outras células já liberaram tais substâncias químicas. Após esse período de tempo, as regiões concerosas são iluminadas com laser, desta forma, excitam as substâncias químicas que passam a absorver rapidamente o oxigênio das células doentes, matando-as por asfixiação, assim, eliminando os tecidos doentes.

Devido ao fator do raio laser cauterizar o corte, diminuindo o tempo de cicatrização, ele é aplicado em operações no fígado, onde suas células se regeneram mais rapidamente, reduzindo as possibilidades de infecções e hemorragias. Isto foi observado em testes que foram realizados em ratos nos laborátorios.

Desenvolvido no Ipen, o laser de hólmio foi capaz de fazer perfurações no dente sem carbonizar ou trincar a dentina, camada situada logo abaixo do esmalte.

Segundo SIQUEIRA, "As perfurações feitas no dente pelo raio desse laser, que tem como meio ativo um cristal de fluoreto de ítrio lítio, combinado com a terra rara hólmio, têm diâmetro de 230 mícrons (o mícron é a milésima parte de 1 milímetro ), e alcançam 3 milímetros de profundidade." (SIQUEIRA, 1994, p. 34).

O laser entrou nas clínicas odontológicas apenas em 1990. O tipo mais usado nos tratamentos clínicos é o laser de baixa potência, pois tem ação analgésica, antiinflamatória e bioestimulante, contribuindo para a regeneração dos tecidos. Nessa área, é aplicado no tratamento de aftas e herpes labiais, incisões ou remoções de tumores e lesões, vaporização de tecidos em operações plásticas e tratamentos gengivais e como adjuvantes de outros procedimentos clínicos, como tratamento de canal.

Apesar de o laser de baixa potência ter inúmeros contribuições para seu uso, os maiores avanços e potenciais de aplicação, entretanto, concentram-se nos lasers de alta potência, como o de hólmio, capaz de tornar mais rápido o tratamento e a recuperação do paciente, com menos traumas e dores.

O laser, também na área de odontologia, é usado na esterilização, perfuração de certos tipos de cáries; como fixador de substratos, na confecção de dentaduras, etc.

A aplicação do laser na medicina, em todas as suas especialidades, está evoluindo rapidamente. Isto é observado pela dissiminação de seu uso pelos médicos, que procuram assegurar aos seus pacientes as mais avançadas tecnologias.

Ressaltamos que o laser tem oferecido vantagens que outros instrumentos não possuem, como a cauterização simultânea, que leva a diminuição dos riscos de infecção, que é, hoje em dia, um dos graves problemas que podem ocorrer no pós-operatório.

Esperamos que muitas outras aplicações sejam pesquisadas e colocadas em uso imediato, para que possa auxiliar o homem a alcançar a tão desejada plena condição de vida.

CIVITA, Victor. Ciência Ilustrada.

SP: Artes Gráficas Guaru S.A., Ano VI, Nº 75, Maio, p. 29 - 31, 1983.

SIQUEIRA, Ricardo. Laser no lugar da temível broca, Globo Ciência.

SP: Globo S/A, Ano III, Nº 35, Junho, p. 36 - 37, 1994.

Você também pode navegar os sites da Internet que foram consultados para a realização desta pesquisa:

- ao "Pepo", à Íria e à Mirian, funcionários do CDCC, que nos permitiram acessar a Internet;

- aos funcionários do IFSC-USP, que colaboraram conosco, permitindo-nos entrar em contato com as pesquisas sobre laser no laboratório de óptica deste Instituto;

- à Regina e Roselene, professoras de Português e, principalmente à Gláucia, nossa professora de Física por ter nos auxiliados neste trabalho, apoiando-nos em momentos mais difíceis de nossas vidas e por ter confiado em nossa capacidade;

- ao Diretor Prof. Wanderley que nos possibilitou a realização deste trabalho com seu estímulo e apoio.

E, especialmente, aos nossos familiares que tanto nos têm apoiado e valorizado, e finalmente, à Deus.

Projeto Propagador - 1998

Desenvolvimento:

Escola Estadual de Primeiro e Segundo Grau "José Juliano Netto"

Layout - Victor Hugo