Biofyzika laserov na obnovu povrchu tváre

Koncept selektívnej fototermolýzy umožňuje chirurgovi zvoliť vlnovú dĺžku laseru, ktorá je maximálne absorbovaná cieľovou tkanivovou zložkou - tkanivovým chromofórom. Hlavným chromofórom pre lasery na báze oxidu uhličitého a erbia:YAG je voda. Je možné vykresliť krivku odrážajúcu absorpciu laserovej energie vodou alebo inými chromofórmi pri rôznych vlnových dĺžkach. Je potrebné pamätať na iné chromofóry, ktoré dokážu absorbovať vlnu tejto dĺžky. Napríklad pri vlnovej dĺžke 532 nm je laserová energia absorbovaná oxyhemoglobínom a melanínom. Pri výbere laseru je potrebné zvážiť možnosť kompetitívnej absorpcie. Dodatočný účinok kompetitívneho chromofóru môže byť žiaduci alebo nežiaduci.

V moderných laseroch používaných na odstraňovanie chĺpkov je cieľovým chromofórom melanín. Tieto vlny môže absorbovať aj hemoglobín, ktorý je kompetitívnym chromofórom. Absorpcia hemoglobínom môže tiež viesť k poškodeniu ciev zásobujúcich vlasové folikuly, čo je nežiaduce.

Epiderma sa skladá z 90 % z vody. Preto voda slúži ako hlavný chromofór pre moderné lasery na obnovu pokožky. Počas laserového obnovovania pokožky intracelulárna voda absorbuje laserovú energiu, okamžite vrie a odparuje sa. Množstvo energie, ktorú laser prenesie do tkaniva, a trvanie tohto prenosu určujú objem odpareného tkaniva. Pri obnove pokožky je potrebné odpariť hlavný chromofór (vodu) a zároveň preniesť minimálne množstvo energie do okolitého kolagénu a iných štruktúr. Kolagén typu I je mimoriadne citlivý na teplotu, denaturuje sa pri teplote +60... +70 °C. Nadmerné tepelné poškodenie kolagénu môže viesť k nežiaducemu zjazveniu.

Hustota energie laseru je množstvo energie (v jouloch) aplikované na povrch tkaniva (v cm2). Preto sa hustota energie vyjadruje v J/cm2. Pre lasery na báze oxidu uhličitého je kritická energia na prekonanie ablačnej bariéry tkaniva 0,04 J/cm2. Na resurfacing pokožky sa zvyčajne používajú lasery s energiou 250 mJ na impulz a veľkosťou bodu 3 mm. Tkanivá sa medzi impulzmi ochladzujú. Čas tepelnej relaxácie je čas potrebný na úplné ochladenie tkaniva medzi impulzmi. Laserový resurfacing využíva veľmi vysoké energie na takmer okamžité odparenie cieľového tkaniva. To umožňuje, aby bol impulz veľmi krátky (1000 μs). V dôsledku toho sa minimalizuje nežiaduce vedenie tepla do susedných tkanív. Merný výkon, zvyčajne meraný vo wattoch (W), zohľadňuje integrovanú hustotu energie, trvanie impulzu a plochu ošetrovanej oblasti. Bežnou mylnou predstavou je, že nižšia hustota energie a hustota výkonu znižujú riziko zjazvenia, pričom v skutočnosti nižšia energia spôsobuje var vody pomalšie, čo spôsobuje väčšie tepelné poškodenie.

Histologické vyšetrenie biopsií odobratých bezprostredne po laserovom resurfacingu odhaľuje zónu odparovania a ablácie tkaniva s bazofilnou zónou tepelnej nekrózy pod tkanivom. Energia prvého prechodu je absorbovaná vodou v epiderme. Akonáhle sa teplo dostane do dermy, kde je menej vody na absorbovanie laserovej energie, prenos tepla spôsobuje väčšie tepelné poškodenie s každým ďalším prechodom. V ideálnom prípade väčšia hĺbka ablácie s menším počtom prechodov a menej vodivým tepelným poškodením vedie k menšiemu riziku zjazvenia. Ultraštrukturálne vyšetrenie papilárnej dermy odhaľuje menšie kolagénové vlákna organizované do väčších kolagénových zväzkov. Po laserovom resurfacingu, keď sa v papilárnej derme produkuje kolagén, hromadia sa molekuly spojené s hojením rán, ako napríklad glykoproteín tenascín.

Moderné erbiové lasery dokážu vyžarovať dva lúče súčasne. Jeden lúč v koagulačnom režime však môže zvýšiť poškodenie okolitého tkaniva. Takýto laser spôsobuje väčšie tepelné poškodenie v dôsledku predĺženého trvania impulzu, a teda pomalšieho ohrevu tkaniva. Naopak, príliš veľa energie môže spôsobiť hlbšie odparovanie, ako je potrebné. Moderné lasery poškodzujú kolagén teplom vznikajúcim počas brúsenia. Čím väčšie je tepelné poškodenie, tým väčšia je syntéza nového kolagénu. V budúcnosti by klinické využitie mohli nájsť brúsne lasery, ktoré sú dobre absorbované vodou a kolagénom.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]