光輻射類醫(yī)療器械在臨床廣泛應用，比如激光治療類醫(yī)療器械注冊產品。對于醫(yī)療器械注冊企業(yè)來說，了解光輻射危害的作用機理，有利于企業(yè)設計并制造出更加安全的醫(yī)療器械產品；對于用戶來說，了解光輻射危害知識，能幫助我們對光輻射產品更多的了解和利弊判斷。

光輻射危害的作用機理 

光輻射危害主要有三種方式，分別為光熱危害、光機械危害和光化學危害。

 一、光熱危害

光熱危害的產生是由于光子與組織之間發(fā)生能量傳遞。當光作用于組織時，若光子的能量等于分子當前的能量狀態(tài)和激發(fā)態(tài)之間的能量差時，光子會被分子吸收。分子吸收入射到組織中的光子能量，其振動和轉動加劇，對于可見光譜上端的波長和近紅外波長，振動和轉動的能量狀態(tài)超過了激發(fā)態(tài)，因此，組織內的分子往往會獲得轉動和振動能量，而不是達到自己的激發(fā)態(tài)，即光子能量轉化為分子的動能。分子振動動能即為通常意義上的熱能，這部分熱能先儲存在直接受照射的組織中，然后逐漸傳遞給周圍組織，或以熱輻射的形式輻射出去。

依據組織所達到的溫度來區(qū)分不同的熱效應。假設體溫為37℃，則在37℃～42℃觀察不到明顯的效果；當溫度在42℃～50℃范圍內，且這樣的溫度持續(xù)幾分鐘，相當一大部分組織就會出現由阿里紐斯方程所描述的壞死，溫度超過50℃時，可觀察到酶活性明顯地減弱，導致細胞固定，而且細胞的某些修復性機理也被損壞；在60℃時，蛋白質和膠原蛋白發(fā)生變性，而導致組織的凝結和細胞的壞死，相應在宏觀上可見組織變暗，若溫度高于80℃，膜的通透性急劇提高，在100℃時，大多數組織中的水分子開始汽化，出現氣泡，從而引起組織的機械破裂和熱分解，當高于150℃時，碳化發(fā)生，可見鄰近組織變黑且冒煙，當溫度高于300℃時，組織出現熔融。

 二、光機械危害

 光機械危害是生物器官、組織與細胞在瞬間受到強烈的光輻射，導致組織體在光壓的作用下發(fā)生瞬間的變化而使組織體受到機械沖擊的損傷。

 光機械危害是指快速引入的能量進入上皮的黑色素體內，產生機械壓縮力或拉力，從而造成組織危害。通常認為光機械危害是由極短時間內(納秒或皮秒)的高輻照度造成的,能量的引入速度比釋放組織中因熱彈性膨脹產生的機械應力所需的松弛時間短，導致帶有微空洞的氣泡的形成，這對于色素上皮細胞和其他細胞來說是致命的。

三、光化學危害

光化學危害是由能量密度較低，并且輻射時間較長的光照所引起的病理變化。光化學危害是由于組織暴露而產生的自由基而造成的。自由基指能夠獨立存在的具有一個或多個不配對電子的任何核素(原子、原子團或分子)，根據其產生時電子得失的不同，可帶正、負電荷或呈電中性。由于自由基具有未配對電子，這決定了他極其活潑的化學特性，極易給出電子或俘獲電子，或發(fā)生抽氫反應而其本身進一步變成穩(wěn)定的分子。

自由基的產生方式有兩種：第一種方式，輻射能量的吸收將電子從基態(tài)激發(fā)到激發(fā)態(tài)，但是激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，處于激發(fā)態(tài)的分子可以通過多種途徑，將多余的能量釋放：某些原子將會簡單地釋放它們先前吸收來的能量量子，并使被激發(fā)的電子返回到基態(tài)，但是其他的相互作用可能會導致游離自由基或活性氧的形成；激發(fā)態(tài)的較高能級通過直接電子交換或直接氫交換的方式，被用來分裂分子間的結合，此后形成自由基。第二種方式，輻射能量的吸收導致能量從激發(fā)的生色團直接轉換成氧，產生單線態(tài)氧。

自由基一旦產生，就會攻擊多種類型的分子，從而造成損害，并且使它們無活性。細胞膜集中度很大的組織特別容易受到自由基的攻擊，其損傷細胞可以通過對脂質和膜結構的破壞，也可以通過對蛋白和酶的破壞以及直接對核酸和染色體的損傷等。例如，自由基作用于脂質或生物膜中磷脂等所含的多價不飽和脂肪酸，發(fā)生脂質過氧化反應，從而使生物膜等功能障礙。而且，在脂質過氧化過程中可以產生多種新的活潑自由基，它們可攻擊細胞中的酶和其他成分，使之喪失功能。

對于視網膜光感受器，尤其是外段，具有大量的膜，因此被認為特別容易受到這種類型的啟由基導致的損害的影響。自由基也被認為會誘導蛋白氧化，其氧化方式與脂質氧化大致相同，因此也對視網膜神經感覺層和視網膜色素上皮造成危害。