Βιοφυσική των λέιζερ για την ανάπλαση του προσώπου

Η έννοια της επιλεκτικής φωτοθερμόλυσης επιτρέπει στον χειρουργό να επιλέξει το μήκος κύματος του λέιζερ που απορροφάται στο μέγιστο από το συστατικό του ιστού-στόχου - το χρωμοφόρο ιστού. Το κύριο χρωμοφόρο για τα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα και erbium:YAG είναι το νερό. Είναι δυνατό να σχεδιαστεί μια καμπύλη που να αντικατοπτρίζει την απορρόφηση της ενέργειας του λέιζερ από το νερό ή άλλα χρωμοφόρα σε διαφορετικά μήκη κύματος. Είναι απαραίτητο να θυμόμαστε και άλλα χρωμοφόρα που μπορούν να απορροφήσουν ένα κύμα αυτού του μήκους. Για παράδειγμα, σε μήκος κύματος 532 nm, η ενέργεια του λέιζερ απορροφάται από την οξυαιμοσφαιρίνη και τη μελανίνη. Κατά την επιλογή ενός λέιζερ, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η πιθανότητα ανταγωνιστικής απορρόφησης. Η πρόσθετη επίδραση ενός ανταγωνιστικού χρωμοφόρου μπορεί να είναι επιθυμητή ή ανεπιθύμητη.

Στα σύγχρονα λέιζερ που χρησιμοποιούνται για την αποτρίχωση, το χρωμοφόρο-στόχος είναι η μελανίνη. Αυτά τα κύματα μπορούν επίσης να απορροφηθούν από την αιμοσφαιρίνη, η οποία είναι ένα ανταγωνιστικό χρωμοφόρο. Η απορρόφηση από την αιμοσφαιρίνη μπορεί επίσης να οδηγήσει σε βλάβη των αιμοφόρων αγγείων που τροφοδοτούν τους θύλακες των τριχών, κάτι που είναι ανεπιθύμητο.

Η επιδερμίδα αποτελείται κατά 90% από νερό. Επομένως, το νερό χρησιμεύει ως το κύριο χρωμοφόρο για τα σύγχρονα λέιζερ αναδόμησης δέρματος. Κατά την αναδόμηση με λέιζερ, το ενδοκυτταρικό νερό απορροφά την ενέργεια του λέιζερ, βράζει αμέσως και εξατμίζεται. Η ποσότητα ενέργειας που μεταφέρει το λέιζερ στον ιστό και η διάρκεια αυτής της μεταφοράς καθορίζουν τον όγκο του εξατμισμένου ιστού. Κατά την αναδόμηση του δέρματος, είναι απαραίτητο να εξατμιστεί το κύριο χρωμοφόρο (νερό), μεταφέροντας παράλληλα μια ελάχιστη ποσότητα ενέργειας στο περιβάλλον κολλαγόνο και σε άλλες δομές. Το κολλαγόνο τύπου Ι είναι εξαιρετικά ευαίσθητο στη θερμοκρασία, μετουσιώνοντας σε θερμοκρασία +60... +70 °C. Η υπερβολική θερμική βλάβη στο κολλαγόνο μπορεί να οδηγήσει σε ανεπιθύμητες ουλές.

Η ενεργειακή πυκνότητα ενός λέιζερ είναι η ποσότητα ενέργειας (σε joules) που εφαρμόζεται στην επιφάνεια ενός ιστού (σε cm2). Επομένως, η ενεργειακή πυκνότητα εκφράζεται σε J/cm2. Για τα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα, η κρίσιμη ενέργεια για την υπέρβαση του φραγμού αφαίρεσης των ιστών είναι 0,04 J/cm2. Για την ανάπλαση δέρματος, συνήθως χρησιμοποιούνται λέιζερ με ενέργεια 250 mJ ανά παλμό και μέγεθος κηλίδας 3 mm. Οι ιστοί ψύχονται μεταξύ των παλμών. Ο χρόνος θερμικής χαλάρωσης είναι ο χρόνος που απαιτείται για να κρυώσει πλήρως ο ιστός μεταξύ των παλμών. Η ανάπλαση με λέιζερ χρησιμοποιεί πολύ υψηλές ενέργειες για την εξάτμιση του ιστού-στόχου σχεδόν αμέσως. Αυτό επιτρέπει στον παλμό να είναι πολύ σύντομος (1000 μs). Κατά συνέπεια, ελαχιστοποιείται η ανεπιθύμητη αγωγιμότητα θερμότητας στους παρακείμενους ιστούς. Η ειδική ισχύς, που συνήθως μετριέται σε watt (W), λαμβάνει υπόψη την ολοκληρωμένη ενεργειακή πυκνότητα, τη διάρκεια του παλμού και την περιοχή της περιοχής που έχει υποστεί αγωγή. Μια κοινή παρανόηση είναι ότι η χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα και η πυκνότητα ισχύος μειώνουν τον κίνδυνο ουλών, ενώ στην πραγματικότητα, η χαμηλότερη ενέργεια βράζει το νερό πιο αργά, προκαλώντας μεγαλύτερη θερμική βλάβη.

Η ιστολογική εξέταση βιοψιών που λαμβάνονται αμέσως μετά την αποκατάσταση με λέιζερ αποκαλύπτει μια ζώνη εξάτμισης και αφαίρεσης ιστών, με μια βασεόφιλη ζώνη θερμικής νέκρωσης που βρίσκεται κάτω από τον ιστό. Η ενέργεια του πρώτου περάσματος απορροφάται από το νερό στην επιδερμίδα. Μόλις βρεθεί στο χόριο, όπου υπάρχει λιγότερο νερό για να απορροφήσει την ενέργεια του λέιζερ, η μεταφορά θερμότητας προκαλεί μεγαλύτερο θερμικό τραυματισμό με κάθε επόμενο πέρασμα. Ιδανικά, μεγαλύτερο βάθος αφαίρεσης με λιγότερα περάσματα και λιγότερο αγώγιμο θερμικό τραυματισμό έχει ως αποτέλεσμα μικρότερο κίνδυνο ουλών. Η υπερδομική εξέταση του θηλώδους χορίου αποκαλύπτει μικρότερες ίνες κολλαγόνου οργανωμένες σε μεγαλύτερες δεσμίδες κολλαγόνου. Μετά την αποκατάσταση με λέιζερ, καθώς το κολλαγόνο παράγεται στο θηλώδες χόριο, συσσωρεύονται μόρια που σχετίζονται με την επούλωση τραυμάτων, όπως η γλυκοπρωτεΐνη τενασκίνη.

Τα σύγχρονα λέιζερ ερβίου μπορούν να εκπέμπουν δύο δέσμες ταυτόχρονα. Ωστόσο, μία δέσμη στη λειτουργία πήξης μπορεί να αυξήσει τη βλάβη στον περιβάλλοντα ιστό. Ένα τέτοιο λέιζερ προκαλεί μεγαλύτερη θερμική βλάβη λόγω της αυξημένης διάρκειας παλμού και επομένως πιο αργής θέρμανσης των ιστών. Αντίθετα, η υπερβολική ενέργεια μπορεί να προκαλέσει βαθύτερη εξάτμιση από την απαιτούμενη. Τα σύγχρονα λέιζερ βλάπτουν το κολλαγόνο με τη θερμότητα που παράγεται κατά την άλεση. Όσο μεγαλύτερη είναι η θερμική βλάβη, τόσο μεγαλύτερη είναι η σύνθεση νέου κολλαγόνου. Στο μέλλον, τα λέιζερ άλεσης που απορροφώνται καλά από το νερό και το κολλαγόνο μπορεί να βρουν κλινική χρήση.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]