Biofizyka laserów do polerowania twarzy

Koncepcja selektywnej fototermolizy pozwala chirurgowi wybrać długość fali laserowej zaabsorbowanej przez docelowy komponent tkankowy w jak największym stopniu przez chromofor tkankowy. Głównym chromoforem dla laserów dwutlenku węgla i erbu: YAG jest woda. Możliwe jest skonstruowanie krzywej, która odzwierciedla absorpcję przez wodę lub inne chromofory energii laserowej przy różnych długościach fali. Trzeba pamiętać o innych chromoforach, które mogą wchłonąć falę o tej długości. Na przykład przy długości fali 532 nm energia lasera jest pochłaniana przez oksyhemoglobinę i melaninę. Wybierając laser, należy wziąć pod uwagę możliwość konkurencyjnej absorpcji. Dodatkowy efekt konkurencyjnego chromoforu może być pożądany i niepożądany.

W nowoczesnych laserach, stosowanych do depilacji z docelowym chromoforem, jest melanina. Fale te mogą być również absorbowane przez hemoglobinę, która jest konkurencyjnym chromoforem. Wchłanianie hemoglobiny może również prowadzić do uszkodzenia naczyń krwionośnych zaopatrujących mieszki włosowe, co jest niepożądane.

Naskórek to 90% wody. Dlatego woda służy jako główny chromofor dla nowoczesnych laserowych laserów szlifierskich. W procesie laserowej resurfacing, wewnątrzkomórkowa woda pochłania energię lasera, natychmiast zagotowuje się i odparowuje. Ilość energii, którą laser przenosi do tkanek, oraz czas trwania tego transferu określają objętość odparowanej tkanki. Podczas polerowania skóry, główny chromofor (woda) musi zostać odparowany, przy przenoszeniu do otaczającego kolagenu i innych struktur minimalnej ilości energii. Kolagen typu I jest bardzo wrażliwy na temperaturę, denaturujący w temperaturze +60 ... +70 ° C. Nadmierne uszkodzenia termiczne kolagenu mogą prowadzić do niepożądanych blizn.

Gęstość energii promieniowania laserowego to ilość energii (w dżulach) przyłożona do powierzchni tkanki (w cm2). Dlatego gęstość promieniowania wyraża się w J / cm2. W przypadku laserów na dwutlenek węgla energia krytyczna dla pokonania bariery ablacji tkanek wynosi 0,04 J / cm2. Aby przywrócić powierzchnię skóry, zwykle stosuje się lasery o energii 250 mJ na impuls i plamkę o wielkości 3 mm. W przerwach między impulsami chłonie się tkanki. Czas relaksacji termicznej jest czasem niezbędnym do całkowitego schłodzenia tkanki między impulsami. Przy użyciu polerowania laserowego, bardzo wysoka energia jest używana do niemal natychmiastowego odparowania tkanki docelowej. Umożliwia to bardzo krótki impuls (1000 μs). W konsekwencji, niepożądane przewodnictwo cieplne w sąsiednich tkankach jest zminimalizowane. Siła właściwa, zwykle mierzona w watach (W), uwzględnia całkowitą gęstość energii, czas trwania impulsu i powierzchnię leczonego obszaru. Powszechnym błędnym przekonaniem jest to, że niższa gęstość energii i specyficzna moc zmniejszają ryzyko powstawania blizn, podczas gdy w rzeczywistości niższa energia spienia wodę wolniej, powodując bardziej poważne uszkodzenia termiczne.

W badaniu histologicznym próbek pobranych bezpośrednio po zabiegu laserowym odkryto strefę parowania i ablacji tkanki, pod którą kryje się strefa bazofilowa martwicy termicznej. Energia pierwszego przejścia jest absorbowana przez wodę z naskórka. Po przeniknięciu do skóry właściwej, gdzie jest mniej wody zdolnej do pochłaniania energii laserowej, przenoszenie ciepła powoduje więcej uszkodzeń termicznych dla każdego kolejnego przejścia. W idealnej sytuacji, większej głębokości ablacji z mniejszą liczbą przejść i mniej przewodzącym uszkodzeniom cieplnym towarzyszy mniejsze ryzyko powstawania blizn. Badania priru ultrastruktury w warstwie brodawkowej skóry ujawniają włókna kolagenowe o mniejszych rozmiarach, połączone w duże wiązki kolagenu. Po laserowym wyskrobaniu, gdy kolagen jest wytwarzany w warstwie brodawkowej skóry właściwej, gromadzą się cząsteczki związane z gojeniem się ran, takie jak glikoproteina tenascyny.

Nowoczesne lasery erbowe mogą emitować jednocześnie dwie wiązki. W takim przypadku jeden pakiet w trybie koagulacji może zwiększyć uszkodzenie otaczających tkanek. Taki laser powoduje większe uszkodzenia termiczne z powodu wzrostu czasu trwania impulsu, a zatem wolniejszego ogrzewania tkanek. I odwrotnie, zbyt dużo energii może powodować głębsze parowanie niż jest to wymagane. Nowoczesne lasery uszkadzają kolagen ciepłem generowanym przez szlifowanie. Im większe uszkodzenie termiczne, tym większa synteza nowego kolagenu. W przyszłości można stosować klinicznie lasery szlifujące dobrze pochłonięte przez wodę i kolagen.

[1], [2], [3]