Il termine LASER è un acronimo per Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (amplificazione della luce mediante emissione stimolata di radiazioni). La radiazione laser si ottiene sfruttando opportunamente tre fenomeni fondamentali che si manifestano durante l'interazione di un'onda elettromagnetica con un materiale (sia esso allo stato solido, liquido o gassoso). Tali fenomeni sono:

• assorbimento: un atomo che si trova nel suo normale stato di energia vi permane in assenza di qualsiasi stimolo esterno. Se però è sottoposto a una radiazione elettromagnetica di frequenza opportuna può accadere che venga stimolato a portarsi su un livello energetico superiore (atomo eccitato);
• emissione spontanea: un atomo non può rimanere nello stato eccitato per un periodo indefinito; dopo un certo tempo tende a riportarsi al livello a cui compete un'energia minore;
• emissione stimolata: se l'atomo, nel periodo in cui si trova al livello energetico superiore, viene investito da un'onda elettromagnetica di energia pari alla differenza energetica tra i due livelli, può essere stimolato a riportarsi nella condizione base, emettendo a sua volta energia elettromagnetica sotto forma di fotoni, pari a quella del fotone incidente e in fase con esso;

Si ottiene, così, in uscita un fascio di luce monocromatica, coerente e collimata, ad alta densità di energia. L'elevata direzionalità del fascio consente inoltre la concentrazione di elevata energia su superfici limitate.

La struttura base di un laser chirurgico è schematicamente così costituita:

• cavità ottica risonante (detta tubo)
• sistema di pompaggio
• sistema di raffreddamento
• sistema di conduzione del fascio
• sistema di puntamento

La cavità risonante è la sorgente luminosa, le cui caratteristiche dipendono dal materiale attivo, che può essere un liquido, un gas, oppure un solido, e con cui essa è riempita (determinando il tipo di laser).

L'energia laser, per le sue caratteristiche, è in grado di produrre, quando è assorbita dai tessuti biologici, effetti fototermici, fotochimici e fotoablativi.

L'azione termica di un laser si può riassumere, in relazione al grado e alla durata del riscaldamento, in tre azioni:

• ipertermia
• coagulazione
• vaporizzazione
• ipertermia

L'ipertermia si riferisce a livelli di temperatura da 41 °C a 44 °C per la durata di diversi minuti. La coagulazione è dovuta alla denaturazione delle proteine delle cellule. Si raggiunge per circa un secondo una temperatura variabile tra i 50 e gli 80 °C, la quale produce l'essiccazione con conseguente contrazione del tessuto. In tal modo la matrice di tessuto è eliminata e inizia il processo di cicatrizzazione.

La vaporizzazione è l'evaporazione del liquido intra ed extra cellulare in modo esplosivo. Ciò provoca la rottura delle pareti cellulari e la distruzione di una piccola parte del tessuto, con conseguente perdita di sostanza, determinando il tipico effetto di taglio.

Il vantaggio più evidente del laser sta nel fatto che tale metodologia non necessita di alcun contatto con il tessuto e quindi non si presenta il problema del danneggiamento da trazione dei tessuti legato alla manipolazione.

Come si è detto, i laser sono usati per svariate procedure chirurgiche facenti capo a diversi ambiti: otorinoloringoiatria, urologia, neurochirurgia, per procedure di chirurgia generale, in gastroenterologia, in dermatologia, in chirurgia vascolare, ginecologia ed oftalmologia.

Il laser chirurgico rappresenta un dispositivo intrinsecamente pericoloso, poiché è progettato per distruggere i tessuti. Esiste quindi un numero elevato di rischi associato al suo utilizzo, sia per il paziente che per lo staff chirurgico. Se il laser utilizzato emette con lunghezza d'onda non nel visibile, aumenta la pericolosità dovuta a un maldirezionamento del fascio.

Il fumo, che si sviluppa durante l'applicazione di un fascio laser su un tessuto, va mantenuto sotto controllo ed eliminato. Tale fumo è pungente ed irritante e non è stato dimostrato che esso non possa essere veicolo di virus e altri agenti infettivi.