Биофизика на лазерите за обновяване на лицето

Концепцията за селективна фототермолиза позволява на хирурга да избере дължината на вълната на лазера, която се абсорбира максимално от целевия тъканен компонент - тъканния хромофор. Основният хромофор за въглероден диоксидните и ербий:YAG лазерите е водата. Възможно е да се начертае крива, отразяваща абсорбцията на лазерната енергия от вода или други хромофори при различни дължини на вълната. Необходимо е да се помнят и други хромофори, които могат да абсорбират вълна с тази дължина. Например, при дължина на вълната 532 nm, лазерната енергия се абсорбира от оксихемоглобин и меланин. При избора на лазер е необходимо да се вземе предвид възможността за конкурентно абсорбиране. Допълнителният ефект на конкурентния хромофор може да бъде желателен или нежелан.

В съвременните лазери, използвани за обезкосмяване, целевият хромофор е меланинът. Тези вълни могат да бъдат абсорбирани и от хемоглобина, който е конкурентен хромофор. Абсорбцията от хемоглобина може също да доведе до увреждане на кръвоносните съдове, снабдяващи космените фоликули, което е нежелателно.

Епидермисът е 90% вода. Следователно, водата служи като основен хромофор за съвременните лазери за обновяване на кожата. По време на лазерното обновяване, вътреклетъчната вода абсорбира лазерната енергия, веднага кипва и се изпарява. Количеството енергия, което лазерът предава на тъканта, и продължителността на това пренасяне определят обема на изпарената тъкан. При обновяване на кожата е необходимо да се изпари основният хромофор (водата), като същевременно се пренесе минимално количество енергия на околния колаген и други структури. Колагенът тип I е изключително чувствителен към температурата, като се денатурира при температура от +60... +70 °C. Прекомерното термично увреждане на колагена може да доведе до нежелано образуване на белези.

Енергийната плътност на лазера е количеството енергия (в джаули), приложено към тъканна повърхност (в cm2). Следователно, енергийната плътност се изразява в J/cm2. За лазерите с въглероден диоксид критичната енергия за преодоляване на тъканната аблационна бариера е 0,04 J/cm2. За обновяване на кожата обикновено се използват лазери с енергия от 250 mJ на импулс и размер на петното от 3 mm. Тъканите се охлаждат между импулсите. Времето за термична релаксация е времето, необходимо на тъканта да се охлади напълно между импулсите. Лазерното обновяване използва много високи енергии за почти мигновено изпаряване на целевата тъкан. Това позволява импулсът да бъде много кратък (1000 μs). Следователно, нежеланата топлопроводимост към съседни тъкани е сведена до минимум. Специфичната мощност, обикновено измервана във ватове (W), отчита интегрираната енергийна плътност, продължителността на импулса и площта на третираната зона. Често срещано погрешно схващане е, че по-ниската енергийна плътност и плътността на мощността намаляват риска от образуване на белези, когато всъщност по-ниската енергия кипва водата по-бавно, причинявайки по-големи термични увреждания.

Хистологичното изследване на биопсии, взети веднага след лазерно обновяване, разкрива зона на тъканна изпаряване и аблация, с базофилна зона на термична некроза под тъканта. Енергията от първото преминаване се абсорбира от водата в епидермиса. Веднъж попаднала в дермата, където има по-малко вода, която да абсорбира лазерната енергия, топлопреносът причинява по-голямо термично увреждане с всяко следващо преминаване. В идеалния случай, по-голямата дълбочина на аблация с по-малко преминавания и по-малко проводимо термично увреждане води до по-малък риск от образуване на белези. Ултраструктурното изследване на папиларната дерма разкрива по-малки колагенови влакна, организирани в по-големи колагенови снопове. След лазерно обновяване, тъй като колагенът се произвежда в папиларната дерма, се натрупват молекули, свързани със заздравяването на рани, като гликопротеина тенасцин.

Съвременните ербиеви лазери могат да излъчват два лъча едновременно. Въпреки това, един лъч в режим на коагулация може да увеличи увреждането на околната тъкан. Такъв лазер причинява по-голямо термично увреждане поради увеличената продължителност на импулса и следователно по-бавното нагряване на тъканите. Обратно, твърде много енергия може да причини по-дълбоко изпарение от необходимото. Съвременните лазери увреждат колагена с топлината, генерирана по време на смилането. Колкото по-голямо е термичното увреждане, толкова по-голям е синтезът на нов колаген. В бъдеще, шлифовъчни лазери, които се абсорбират добре от вода и колаген, могат да намерят клинично приложение.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]