采用脉冲调Q Er:YAG激光和脉冲静态Er:YAG激光分别对离体猪股骨组织进行了消融实验。测量出两种模式的Er:YAG激光对猪股骨的消融阈值范围分别为1.80~2.40 J/cm2和3.46~5.00 J/cm2，结果显示调Q Er:YAG激光对离体猪股骨组织的消融阈值低。使用调Q激光与静态激光在重复率为3 Hz，脉冲能量为200 mJ，作用脉冲数为15次，分别辐照于离体猪股骨组织，利用扫描电子显微镜(SEM)观察骨组织消融出的坑状结构的形态变化。系统比较调Q Er:YAG激光与静态Er:YAG激光消融骨组织在切口表面形貌、微结构变化等方面的优劣，同时在两种模式激光消融猪股骨组织过程中，使用热像仪观察两种激光模式的激光消融骨组织对组织周围的温度分布。实验结果表明调Q Er:YAG激光消融猪股骨的消融效率高、切缝光滑且对周围组织细胞的热损伤小。因此,调Q Er:YAG在猪股骨组织消融过程中具有显著的优势。

激光辐照生物组织消融过程中由于工作距离的变化引起的离焦现象对消融效果具有重要影响。以新鲜离体牛胫骨组织为实验样品，置于一维电动平移台上，移动速度为5.5 mm/s；脉冲CO2激光（10.64 μm）平行光束经一可移动聚焦透镜后垂直辐照样品表面，光斑直径为200 μm。实验时通过移动聚焦透镜位置改变焦点位置，实现消融过程动态聚焦。激光辐照功率为6 W，脉冲频率为420 Hz，水喷雾协同工作，喷水速度为5.5 mL/min。辐照后，利用扫描电镜观察消融凹槽微结构，用光学相干层析成像（OCT）技术测量消融凹槽深度。结果表明，动态聚焦条件可显著提高消融速率，消融深度随等效脉冲数增加而增加，消融速率呈减小趋势；在动态聚焦条件下获得的消融凹槽的表面形貌和微结构较离焦条件下更不规则。

评估组织表面附着水膜层对激光骨硬组织消融效果的影响。以新鲜离体牛胫骨组织为实验样品，置于速度为12 mm/s的一维电动平移台上，分别在有附着和无附着水膜层情况下使用脉冲CO2激光进行垂直照射，来回扫描5次。激光波长10.64 μm，脉冲频率60 Hz，能量密度范围18～84 J/cm2，光斑直径400 μm，水膜层厚度0.4 mm。辐照后，利用体视显微镜和扫描电镜(SEM)观察消融凹槽表面形貌改变和微结构变化，利用光学相干层析成像(OCT)技术测量消融凹槽深度。结果表明，组织表面附着水膜层可减少激光骨消融过程产生的碳化和热损伤，有利于清洁消融凹槽，且辐射曝光量为50 J/cm2和70 J/cm2时附着水膜层可提高消融速率。

评估水喷雾条件对脉冲激光辐照骨硬组织的消融速率、消融效率以及组织表面形态学变化的影响。实验样品为新鲜离体牛胫骨组织;光源为脉冲CO2激光(波长10.64 μm),脉冲频率60 Hz,能量密度26.5 J/cm2,光束经关节臂传输后聚焦在组织样品表面进行垂直点状照射,光斑尺寸为400 μm,辐照时间10 s。激光辐照时,水雾以45°角倾斜向组织表面喷射,喷水速率分别设置为0(无喷水),0.26,0.5,0.6,0.7和0.9 mL/s。辐照后,体式显微镜观察组织样品表面形貌变化,OCT技术测量弹坑深度,扫描电镜观察弹坑微结构变化。结果表明,水喷雾条件对脉冲CO2激光骨硬组织的消融速率,消融效率以及组织表面形态学变化具有重要影响:水喷雾不仅可以起到冷却和降低热损伤的作用,通过优化选择激光辐照参数和喷水速率,可以显著增大消融速率和消融效率,改善靶组织表面的形态结构。

评估脉冲CO2激光和Er:YAG激光用于颅骨组织消融的可行性与有效性。以健康新西兰兔为实验动物,常规手术暴露颅盖骨组织,并置于由计算机自动控制的一维电动平移台上,调节工作距离和扫描速率,分别用两种激光进行非接触式垂直扫描照射,获得长约3 cm的消融凹槽。以电钻为对照组,肉眼和显微镜观察切削凹槽形貌和形态学改变;常规病理切片并摄取图像,测量切削凹槽截面几何尺寸和不同部位热损伤厚度,分析比较两种波长激光的消融率和消融效率。结果表明,两种激光都可以用于骨头的切削,并产生类似电钻的切削效果。脉冲CO2激光的消融率高于Er:YAG激光,但热损伤严重;Er:YAG激光可以获得更高的消融效率和更小的热损伤,其切削效果优于脉冲CO2激光。此外,血液对光的吸收会影响消融效率和热损伤,临床应用中必须尽量减少出血量。