激光消融技术在医学外科领域具有广阔的应用前景,其中之一就是利用激光辐射的各种消融效应实现骨头等硬组织的切割和去除,其功能类似于电锯和电钻等传统手术器械,但具有许多独特的优点。开展激光骨硬组织消融的理论基础和实验研究是当前激光医学领域研究的重要内容和研究热点之一。本文初步探讨了激光骨硬组织消融的相关基础理论,并通过消融实验探索了辐照条件对激光骨硬组织消融效果的影响。主要内容包括:首先,简要介绍了骨组织的构造以及激光消融的相关基本概念:探讨了骨组织的光学特性和热学特性以及激光硬组织的消融机制;介绍了几种常用于硬组织消融的激光辐射源。其次,选用激光骨外科手术中最具代表性的脉冲CO₂激光,在点状照射和动态扫描两种条件下对离体牛胫骨组织进行消融实验研究,系统比较了其与电钻、电锯等传统手术器械在骨硬组织切割方面的优劣。再次,开展了不同喷水条件对脉冲激光骨硬组织消融影响的实验研究,获得了不同水冷却条件下脉冲CO₂激光对骨组织的消融效果,并确定了最优化喷水速率。最后,开展了脉冲CO₂激光对离体人耳乳突骨组织的消融特性研究,获得了消融弹坑深度和热损伤深度随激光能量密度的变化关系,并确定离体人乳突骨的消融阈值范围。