Como o laser que trata o seu grau não esquenta o olho?
O laser excimer de 193 nm quebra ligações químicas do colágeno corneano direto, sem transferir energia como calor. Entenda a física da fotoablação a frio, a origem improvável na IBM dos anos 1980 e por que esse comprimento de onda específico é o segredo da precisão cirúrgica.
Publicado em 21 de maio de 2026 · Atualizado em 21 de maio de 2026
Quando um paciente me pergunta sobre a cirurgia refrativa, uma das primeiras reações é de desconfiança: "Mas esse laser não vai queimar o meu olho?" É uma pergunta completamente razoável. Afinal, laser é calor, calor é destruição, e a córnea não é algo que você quer destruir. Só que esse laser em particular funciona de um jeito diferente de tudo que intuitivamente associamos a lasers.
Antes de mergulhar na física, uma observação técnica que esclarece o título: no LASIK moderno, na verdade dois lasers diferentes trabalham juntos. Um laser de femtossegundo cria o flap fino de córnea (o disco que é levantado pra abrir caminho); o segundo, o excimer, é o que efetivamente corrige o grau, esculpindo o estroma interno. Este artigo é sobre o excimer, o laser que faz o trabalho refrativo. O femtossegundo merece um artigo só pra ele, que escrevo em breve.
A maioria dos lasers que você já ouviu falar trabalha depositando calor. O laser de depilação, por exemplo, usa uma luz que a melanina dos pelos absorve muito bem. Essa absorção vira vibração molecular, que vira calor, que coagula o folículo e destrói o pelo. Funciona pelo mesmo princípio de um micro-ondas: a energia da luz vai parar nas moléculas como agitação, temperatura sobe, tecido sofre. É o que acontece num bisturi de CO2, num laser de coagulação de retina, num ponteiro que você deixa tempo demais na mão.
O excimer cirúrgico usa uma luz ultravioleta tão energética que ela não precisa passar pela fase do calor. Cada partícula de luz carrega energia suficiente pra quebrar diretamente uma ligação química do colágeno da córnea, como se você enfiasse um cortador molecular de precisão nas moléculas, uma por uma. O tecido não esquenta: ele se desfaz em fragmentos minúsculos que se dissipam pelo ar. A borda do corte fica limpa como se tivesse sido polida, sem a cor esbranquiçada de uma queimadura, sem dano nas células ao redor, sem calor residual que precisa ser absorvido.
Esse fenômeno tem nome técnico: fotoablação a frio, ou ablação fotoquímica a frio. Foi descrito pela primeira vez em 1982 em polímeros plásticos, antes de alguém perceber que a mesma física poderia funcionar na córnea humana. A história de como chegou aos olhos é fascinante.
Há um detalhe prático que alguns pacientes percebem durante o PRK: um cheiro levemente ácido no ar. Esse cheiro vem principalmente das próprias partículas de tecido sendo vaporizadas pelo laser: o colágeno da córnea se quebra em fragmentos orgânicos que se dispersam no ar da sala. Existe uma contribuição menor do ozônio gerado pela luz ultravioleta interagindo com o oxigênio, mas o componente dominante do cheiro é o tecido em si. É por isso que controlamos rigorosamente a umidade, a temperatura e a ventilação da sala do laser: a hidratação da córnea afeta a profundidade real da ablação, e o ambiente precisa dissipar os fragmentos antes que se acumulem.
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O que é o laser excimer
O nome "excimer" vem do inglês *excited dimer*, que significa dímero excitado. Um dímero é simplesmente uma molécula feita de dois componentes. O que torna o excimer especial é que esses dois componentes, em condições normais, se repelem e não formam nenhuma ligação entre si. Pense em duas peças de Lego que não têm encaixe compatível: em condições normais, não ficam juntas.
O excimer cirúrgico usa uma mistura de argônio e flúor dentro de uma câmara de gás pressurizada. Em estado normal, os dois se repelem. Quando a câmara recebe uma descarga elétrica intensa, eles são forçados a se aproximar e formam juntos uma molécula instável, o ArF*, que existe por apenas uma fração de segundo. Quando essa molécula se desfaz, ela libera toda a energia acumulada naquele momento de tensão molecular na forma de um fóton de luz ultravioleta. Esse fóton tem exatamente o comprimento de onda de 193 nanômetros, e é com ele que fazemos a cirurgia.
Para ter uma ideia de escala: 193 nanômetros é tão curto que nosso olho não consegue ver essa luz. É ultravioleta profundo, invisível ao ser humano. A luz que vemos como roxo já tem comprimento de onda em torno de 400 nanômetros. O excimer cirúrgico opera num território que a câmera do celular também não captura.
A câmara de gás precisa ser mantida em pressão e proporção rigorosas, a mistura de argônio e flúor é corrosiva, e o tubo tem vida útil limitada. Cada pulso de laser dura entre 10 e 30 nanossegundos, tempo suficiente para remover uma fatia de córnea tão fina que cabem mais de mil delas em um milímetro de espessura. É essa precisão que torna possível moldar a córnea com a exatidão de uma dioptrização cirúrgica.
De onde veio: da fábrica de chips ao olho humano
O laser excimer não nasceu num laboratório de oftalmologia. Nasceu numa sala limpa da IBM, nos anos 1970, para resolver um problema da microeletrônica. A indústria de semicondutores precisa gravar circuitos cada vez menores nos wafers de silício, e para isso usa luz: quanto mais curto o comprimento de onda, mais finas as linhas que você consegue desenhar. O ultravioleta de 193 nm era perfeito para escrever trilhas de chips nanométricas. Por anos, o excimer ficou preso às salas brancas das fábricas de processadores, longe de qualquer ideia médica.
A virada aconteceu de um jeito inesperado. Em 1981, no laboratório de pesquisas da IBM em Yorktown Heights, Nova York, um cientista chamado Rangaswamy Srinivasan estava estudando como o excimer afetava polímeros plásticos. Sua colega Doris Srinivasan (nenhuma relação) deixou registrado que o experimento aconteceu num dia de Thanksgiving, quando as festas esvaziaram o laboratório e ele ficou sozinho com os equipamentos. Ao irradiar uma peça de polietileno com o excimer, ele notou algo que nenhum laser havia feito antes: a superfície não carbonizou, não queimou, não deformou. O material simplesmente se retirou em fragmentos limpos, deixando bordas polidas como se tivesse sido cortado por uma navalha molecular. Srinivasan chamou isso de *ablative photodecomposition* e publicou o fenômeno junto com colegas incluindo Samuel Blum e Bodil Braren.
O que ligou isso à córnea foi Stephen Trokel, um oftalmologista de Columbia que ficou intrigado com o artigo. Trokel buscou Srinivasan e, em 1983, Trokel, Srinivasan e Braren publicaram o paper seminal no *American Journal of Ophthalmology* mostrando que o mesmo princípio funcionava no colágeno corneano bovino. Eles irradiaram ossos de peru e córneas de boi e observaram que as bordas de ablação eram limpíssimas, sem carbonização, sem zona de queimadura. Aquele experimento de bancada abriu a cirurgia refrativa moderna.1
Em 1987, Theo Seiler, na Alemanha, realizou o primeiro PRK em um olho humano. Em 1990, Ioannis Pallikaris, na Grécia, descreveu o LASIK: a ideia de combinar o excimer com um microcerátomo para criar um flap corneano, proteger o epitélio e acelerar a recuperação. De chips de silício a olhos humanos, o trajeto levou menos de dez anos.2
Linha do tempo dos principais marcos que levaram do experimento de Srinivasan no Thanksgiving de 1981 à cirurgia refrativa moderna com excimer.
Por que 193 nanômetros e não outra cor
Imagine o espectro de luz como um corredor comprido com infinitas portas, cada porta correspondendo a um comprimento de onda diferente. Para cada tipo de tecido, algumas portas ficam abertas, a luz passa e vai fundo. Outras ficam fechadas, a luz para logo na entrada. Para a córnea, a porta do 193 nm está tão fechada que praticamente toda a energia para nos primeiros micrômetros de tecido, exatamente onde queremos fazer a ablação.
Comprimentos de onda mais longos passam por essa porta de um jeito bem diferente. O laser de CO2, que usa luz infravermelha em 10.600 nm, é absorvido principalmente pela água do tecido. Essa absorção vira calor, o calor se espalha lateralmente, e a zona de dano térmico ao redor do corte chega a dezenas ou até centenas de micrômetros. É um corte preciso comparado a um bisturi, mas não tem nada a ver com a precisão molecular do excimer. O Nd:YAG em 1.064 nm passa ainda mais fundo.
Em 193 nm, a córnea é tão opaca para aquela luz que toda a energia do pulso para numa camada superficial de menos de um micrômetro. Não há energia residual para difundir mais fundo, não há zona de calor se espalhando para os lados. Isso cria uma janela cirúrgica única: você remove exatamente o que planejou remover, com dano colateral próximo de zero ao tecido vizinho. Por isso a borda da ablação parece polida ao microscópio eletrônico, e por isso o excimer de 193 nm continua sendo o comprimento de onda de referência para cirurgia refrativa quatro décadas depois de sua descoberta.
Comprimentos de onda mais curtos, como o laser de flúor em 157 nm, não funcionam em clínica porque a própria atmosfera absorve aquela luz antes de ela chegar ao olho, exigindo câmara de vácuo. Comprimentos ligeiramente mais longos, como o KrF em 248 nm, penetram mais fundo no tecido e criam zona de dano térmico maior. O 193 nm ficou na história como o ponto onde absorção superficial intensa, precisão molecular e operação em ambiente clínico comum se encontram.
A escola brasileira de cirurgia refrativa
Antes de chegar ao laser, a cirurgia refrativa passou por uma etapa cirúrgica pura, e parte da história dessa etapa passa pela América Latina. José Ignacio Barraquer Moner (1916-1998), oftalmologista espanhol radicado em Bogotá, foi o pioneiro continental da remodelação corneana. Em 1962, ele desenvolveu o microcerátomo, o instrumento que corta um disco fino de córnea com espessura controlada. Em 1964, publicou a técnica da keratomileusis, que cortava esse disco, o congelava, esculpia mecanicamente e o recolocava suturado para corrigir miopia. Era a primeira tentativa real de moldar a córnea cirurgicamente. A técnica original foi superada pelo excimer, mas o microcerátomo que Barraquer criou continua sendo o instrumento que gera o flap no LASIK, herança direta do trabalho dele.
A escola brasileira contemporânea tem raízes fortes no HC-FMUSP. Samir Jacob Bechara é chefe do Serviço de Cirurgia Refrativa do HC-USP desde 2003, e foi orientador do meu doutorado na área. Entre seus orientados está Marcony R. Santhiago, hoje também professor livre-docente da USP e fundador do REFRATIVA R.I.O., um dos principais cursos brasileiros de imersão em cirurgia refrativa. Renato Ambrósio Jr., do Rio de Janeiro, é reconhecido mundialmente pelo índice BAD-D (Belin-Ambrósio Deviation), a métrica de tomografia corneana do Pentacam que virou padrão global para detecção de ceratocone subclínico antes da cirurgia refrativa. André Augusto Miranda Torricelli, atual chefe da Cirurgia Refrativa do HC-FMUSP, fez pós-doc no Cole Eye Institute (Cleveland Clinic) com Steven Wilson e participou da minha banca de doutorado.
Onde o excimer está hoje
Quatro décadas depois do paper de Trokel, o princípio físico é o mesmo. O que mudou foi o controle: velocidade de pulso, precisão do rastreamento ocular e personalização do perfil de ablação chegaram a um nível que os pioneiros dos anos 1980 não poderiam imaginar.
As plataformas modernas como a WaveLight EX500 (Alcon), que usamos na Ortolan, operam disparando 200 pulsos por segundo e acompanham o movimento do olho do paciente em tempo real com latência abaixo de 2 milissegundos. O sistema rastreia o olho em 6 dimensões, incluindo rotações e deslocamentos verticais, e ajusta cada pulso individualmente para que o tratamento caia exatamente onde foi planejado, mesmo que o paciente pisque ou mova levemente o olhar durante a ablação. A plataforma Amaris 1050 Hz da Schwind chega a 1.050 pulsos por segundo, reduzindo o tempo total de ablação a menos de 5 segundos por dioptria de correção.3
Os procedimentos que usam excimer hoje:
PRK: o epitélio é removido e o excimer atua diretamente na superfície do estroma. É a técnica mais antiga, mais simples e a que menos mexe na arquitetura da córnea. A recuperação visual leva mais alguns dias que o LASIK, mas o resultado final é equivalente em olhos adequados.
LASIK e FemtoLASIK: um flap fino de córnea é criado primeiro, o excimer atua no estroma interno e o flap é reposicionado. No FemtoLASIK, o flap é criado por um laser de femtossegundo em vez do microcerátomo mecânico. A recuperação é mais rápida e o desconforto pós-operatório é mínimo.
SMILE e SMILE Pro: essa técnica não usa excimer. Um laser de femtossegundo recorta um lentículo de tecido no interior da córnea, que é extraído por uma incisão pequena. A versão SMILE Pro roda na plataforma VisuMax 800 da Zeiss com velocidade aumentada. A vantagem biomecânica está em não criar flap e manter a incisão pequena.
O excimer também aparece fora da cirurgia refrativa principal: em ceratectomia terapêutica para remoção de cicatrizes corneanas, e em retoques selecionados em olhos já operados.
Pra quem gosta dos detalhes: os principais parâmetros físicos do excimer cirúrgico, com contexto pra dar escala.
Parâmetro
Valor
O que isso significa
Comprimento de onda
193 nm
Ultravioleta profundo, invisível ao olho humano. O roxo da luz visível começa em 400 nm; o laser de CO₂ usado em outros bisturis cirúrgicos opera lá em 10.600 nm, no infravermelho longo, que aquece o tecido em vez de quebrar moléculas. O 193 nm é a janela exata em que a córnea absorve quase toda a energia logo na superfície.
Energia por fóton
6,4 eV
Cada partícula de luz do excimer carrega energia suficiente pra quebrar uma única ligação química do colágeno corneano. As ligações C-C que mantêm o colágeno unido precisam de cerca de 3,6 eV pra se romper, então o excimer entrega 6,4 eV com folga. Já o fóton do CO₂ carrega só 0,12 eV: não chega nem perto de quebrar uma ligação, e por isso deposita toda a energia na forma de calor.
Duração de cada pulso
10 a 30 ns
Cada disparo dura dezenas de bilionésimos de segundo. Nesse intervalo, as ligações químicas se rompem e os fragmentos de tecido são ejetados antes que o calor tenha tempo de se espalhar. O tempo que o calor levaria pra difundir pelo tecido vizinho seria de uns 50 microssegundos: mil vezes mais lento que o pulso. É essa diferença de escala temporal que evita o aquecimento.
Tecido removido por pulso
0,2 a 0,3 µm
Uma fatia tão fina que cabem mais de 3.000 delas em um único milímetro de córnea. É essa precisão submicrométrica que permite esculpir o grau exato do paciente: o software do laser calcula quantos pulsos aplicar em cada ponto da córnea pra produzir a curvatura final desejada, com erro menor que uma fração de dioptria.
Fluência típica
120 a 200 mJ/cm²
Energia depositada por área de córnea a cada pulso. Existe um limiar mínimo (em torno de 50 mJ/cm²) abaixo do qual o excimer não remove tecido, apenas fotoestimula a superfície. A faixa cirúrgica de 120-200 mJ/cm² está bem acima desse limiar e garante que cada pulso retire uma fatia previsível de tecido.
Frequência de pulso
200 a 1.050 Hz
Quantos disparos o laser faz por segundo. Plataformas modernas como a WaveLight EX500 (Alcon, 200 Hz) e o Amaris 1050 RS (Schwind, 1.050 Hz) somam centenas a mais de mil pulsos por segundo. Como cada pulso é cirurgicamente preciso, um LASIK completo costuma ter só uns 10 segundos de laser ativo no total.
Zona de dano térmico lateral
0,1 a 0,5 µm
Quão fundo o calor residual se propaga lateralmente em volta do corte. No excimer, é menos de meio micrômetro: clinicamente desprezível. No laser de CO₂, essa zona chega a 100-300 micrômetros — mais de 200 vezes maior, e por isso a borda do corte fica esbranquiçada pela queimadura térmica. É essa diferença que faz o excimer ser chamado de "laser frio".
Os números que tornam o excimer único entre os lasers cirúrgicos: precisão submicrométrica de remoção com dano térmico clinicamente desprezível, viáveis apenas nessa janela específica de 193 nm.
Conteúdo da rede do autor: para um aprofundamento jornalístico completo da história e da física do 193 nm, desde o experimento da IBM em 1981 até as plataformas modernas, escrevi a versão deep-tech de cerca de 4.000 palavras em sossego.health/robotica-em-saude/excimer-laser-193nm-fisica-historia, com fontes primárias PubMed citadas.
Fontes e referências
Fontes institucionais consultadas: AAO EyeWiki, AAO Preferred Practice Pattern — Refractive Errors and Refractive Surgery, Cochrane Database of Systematic Reviews.
Esse laser é o mesmo que dermatologista usa pra depilar?
Não. Os lasers de depilação (Nd:YAG, Alexandrita, Diodo) trabalham em comprimentos de onda infravermelho ou visível e aquecem o folículo capilar por absorção pela melanina. O excimer cirúrgico opera em 193 nm, ultravioleta profundo, e quebra ligações químicas sem transferir calor. São princípios físicos completamente diferentes.
Os fótons UV do excimer não causam dano ao DNA?
Em 193 nm, a absorção pelo colágeno é tão intensa que toda a energia para nos primeiros micrômetros de tecido. As células do epitélio são removidas antes da ablação, e as células do estroma vizinho ao leito ficam além da profundidade de penetração efetiva. O DNA das células subjacentes não recebe energia suficiente para dano fotoquímico.
Por que a cirurgia leva poucos segundos?
O WaveLight EX500 opera a 200 pulsos por segundo (Hz), e cada pulso remove cerca de 0,25 µm de tecido. Uma correção típica de -3,00 dioptrias exige remover cerca de 30-50 µm de estroma central. Fazendo a conta: 50 µm ÷ 0,25 µm/pulso = 200 pulsos ÷ 200 Hz = aproximadamente 1 segundo de ablação efetiva. A duração total é maior porque o laser percorre um padrão de varredura sobre a área de ablação.
Todos os excimers são iguais?
Todos usam o mesmo gás ArF e emitem 193 nm: o princípio físico é idêntico. A diferença entre plataformas está na frequência de pulso (200 Hz no EX500 vs 1.050 Hz no Amaris), no sistema de rastreamento ocular (velocidade e dimensões de tracking), e no software de planejamento de ablação (wavefront customizado, perfil asférico). A física da fotoablação é a mesma desde 1983.
Este artigo substitui uma consulta com oftalmologista?
Não. O conteúdo é educativo sobre a física do laser excimer. A indicação para cirurgia refrativa depende de exame presencial completo: topografia e tomografia corneana, paquimetria, avaliação da estabilidade do grau e outros critérios individuais.
Doutor em Oftalmologia pela USP, especialista em Cirurgia Refrativa, Catarata, Córnea, Ceratocone, Superfície Ocular (olho seco e disfunção das glândulas de meibômio) e Lentes de Contato. Fundador da Ortolan Oftalmologia.
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