Біофізика лазерів для шліфування обличчя

Концепція селективного фототермолізу дозволяє хірургу вибрати довжину хвилі лазера, яка максимально поглинається цільовим тканинним компонентом – тканинним хромофором. Основним хромофором для вуглекислотних та ербієвих:YAG лазерів є вода. Можливо побудувати криву, що відображає поглинання лазерної енергії водою або іншими хромофорами на різних довжинах хвиль. Необхідно пам'ятати про інші хромофори, які можуть поглинати хвилю такої довжини. Наприклад, на довжині хвилі 532 нм лазерна енергія поглинається оксигемоглобіном та меланіном. Вибираючи лазер, необхідно враховувати можливість конкурентного поглинання. Додатковий ефект конкурентного хромофора може бути бажаним або небажаним.

У сучасних лазерах, що використовуються для видалення волосся, цільовим хромофором є меланін. Ці хвилі також можуть поглинатися гемоглобіном, який є конкурентним хромофором. Поглинання гемоглобіном також може призвести до пошкодження кровоносних судин, що постачають кров до волосяних фолікулів, що є небажаним.

Епідерміс на 90% складається з води. Тому вода служить основним хромофором для сучасних лазерів для шліфування шкіри. Під час лазерного шліфування внутрішньоклітинна вода поглинає лазерну енергію, одразу закипає та випаровується. Кількість енергії, яку лазер передає тканинам, та тривалість цієї передачі визначають об'єм випарованої тканини. Під час шліфування шкіри необхідно випарувати основний хромофор (воду), передаючи при цьому мінімальну кількість енергії навколишньому колагену та іншим структурам. Колаген I типу надзвичайно чутливий до температури, денатуруючи при температурі +60... +70 °C. Надмірне термічне пошкодження колагену може призвести до небажаного рубцювання.

Густина енергії лазера – це кількість енергії (у джоулях), що подається на поверхню тканини (у см2). Тому густина енергії виражається в Дж/см2. Для вуглекислотних лазерів критична енергія для подолання бар'єру абляції тканин становить 0,04 Дж/см2. Для шліфування шкіри зазвичай використовуються лазери з енергією 250 мДж на імпульс та розміром плями 3 мм. Тканини охолоджуються між імпульсами. Час теплової релаксації – це час, необхідний для повного охолодження тканини між імпульсами. Лазерне шліфування використовує дуже високі енергії для майже миттєвого випаровування цільової тканини. Це дозволяє імпульсу бути дуже коротким (1000 мкс). Отже, небажана теплопровідність до сусідніх тканин мінімізується. Питома потужність, яка зазвичай вимірюється у ватах (Вт), враховує інтегровану густину енергії, тривалість імпульсу та площу оброблюваної ділянки. Поширеною помилкою є те, що нижча густина енергії та густина потужності зменшують ризик утворення рубців, хоча насправді нижча енергія кип'ятить воду повільніше, спричиняючи більше термічного пошкодження.

Гістологічне дослідження біоптатів, взятих одразу після лазерного відновлення, виявляє зону випаровування та абляції тканини з базофільною зоною термічного некрозу під тканиною. Енергія першого проходу поглинається водою в епідермісі. Потрапляючи в дерму, де менше води для поглинання лазерної енергії, теплопередача викликає більше термічне пошкодження з кожним наступним проходом. В ідеалі, більша глибина абляції з меншою кількістю проходів та меншим провідним термічним пошкодженням призводить до меншого ризику утворення рубців. Ультраструктурне дослідження папілярної дерми виявляє менші колагенові волокна, організовані в більші колагенові пучки. Після лазерного відновлення, оскільки колаген виробляється в папілярній дермі, накопичуються молекули, пов'язані із загоєнням ран, такі як глікопротеїн тенасцин.

Сучасні ербієві лазери можуть випромінювати два промені одночасно. Однак один промінь у режимі коагуляції може збільшити пошкодження навколишніх тканин. Такий лазер спричиняє більше термічне пошкодження через збільшену тривалість імпульсу та, отже, повільніше нагрівання тканин. І навпаки, занадто багато енергії може спричинити глибше випаровування, ніж потрібно. Сучасні лазери пошкоджують колаген теплом, що утворюється під час шліфування. Чим більше термічне пошкодження, тим більший синтез нового колагену. У майбутньому клінічне застосування можуть знайти шліфувальні лазери, які добре поглинаються водою та колагеном.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]