Biofysik för lasrar för ansiktsresurfacing

Konceptet med selektiv fototermolys gör det möjligt för kirurgen att välja den laservåglängd som absorberas maximalt av målvävnadskomponenten - vävnadskromoforen. Den huvudsakliga kromoforen för koldioxid- och erbium:YAG-lasrar är vatten. Det är möjligt att rita en kurva som återspeglar absorptionen av laserenergi av vatten eller andra kromoforer vid olika våglängder. Det är nödvändigt att komma ihåg andra kromoforer som kan absorbera en våg av denna längd. Till exempel, vid en våglängd på 532 nm absorberas laserenergi av oxyhemoglobin och melanin. När man väljer en laser är det nödvändigt att överväga möjligheten till konkurrerande absorption. Den ytterligare effekten av en konkurrerande kromofor kan vara önskvärd eller oönskad.

I moderna lasrar som används för hårborttagning är målkromoforen melanin. Dessa vågor kan också absorberas av hemoglobin, som är en konkurrerande kromofor. Absorption av hemoglobin kan också leda till skador på blodkärlen som försörjer hårsäckarna, vilket är oönskat.

Epidermis består av 90 % vatten. Därför fungerar vatten som den huvudsakliga kromoforen för moderna hudåterställande lasrar. Under laseråterställande absorberar intracellulärt vatten laserenergi, kokar omedelbart och avdunstar. Mängden energi som lasern överför till vävnaden och varaktigheten av denna överföring avgör volymen av avdunstad vävnad. Vid hudåterställande är det nödvändigt att avdunsta den huvudsakliga kromoforen (vatten), samtidigt som en minimal mängd energi överförs till det omgivande kollagenet och andra strukturer. Kollagen typ I är extremt temperaturkänsligt och denaturerar vid en temperatur på +60... +70 °C. Överdriven termisk skada på kollagen kan leda till oönskade ärrbildningar.

En lasers energitäthet är den mängd energi (i joule) som appliceras på en vävnadsyta (i cm2). Därför uttrycks energitätheten i J/cm2. För koldioxidlasrar är den kritiska energin för att övervinna vävnadsablationsbarriären 0,04 J/cm2. För hudåtervinning används vanligtvis lasrar med en energi på 250 mJ per puls och en punktstorlek på 3 mm. Vävnaderna kyls ner mellan pulserna. Den termiska relaxationstiden är den tid som krävs för att vävnaden ska svalna helt mellan pulserna. Laseråtervinning använder mycket höga energier för att förånga målvävnaden nästan omedelbart. Detta gör att pulsen kan vara mycket kort (1000 μs). Följaktligen minimeras oönskad värmeledning till angränsande vävnader. Den specifika effekten, vanligtvis mätt i watt (W), tar hänsyn till den integrerade energitätheten, pulslängden och arean av det behandlade området. En vanlig missuppfattning är att lägre energitäthet och effekttäthet minskar risken för ärrbildning, när lägre energi i själva verket kokar vatten långsammare, vilket orsakar mer termisk skada.

Histologisk undersökning av biopsier tagna omedelbart efter laserbehandling avslöjar en zon med vävnadsförångning och ablation, med en basofil zon av termisk nekros under vävnaden. Energin från den första passagen absorberas av vattnet i epidermis. Väl inne i dermis, där det finns mindre vatten att absorbera laserenergin, orsakar värmeöverföringen större termisk skada vid varje efterföljande passage. Helst resulterar större ablationsdjup med färre passager och mindre konduktiv termisk skada i mindre risk för ärrbildning. Ultrastrukturell undersökning av papillärdermis avslöjar mindre kollagenfibrer organiserade i större kollagenbuntar. Efter laserbehandling ackumuleras molekyler associerade med sårläkning, såsom glykoproteinet tenascin, allt eftersom kollagen produceras i papillärdermis.

Moderna erbiumlasrar kan avge två strålar samtidigt. Emellertid kan en stråle i koagulationsläge öka skadorna på omgivande vävnad. En sådan laser orsakar större termisk skada på grund av den ökade pulslängden och därmed långsammare vävnadsuppvärmning. Omvänt kan för mycket energi orsaka djupare avdunstning än vad som krävs. Moderna lasrar skadar kollagen med den värme som genereras under slipning. Ju större termisk skada, desto större är syntesen av nytt kollagen. I framtiden kan sliplasrar som absorberas väl av vatten och kollagen få klinisk användning.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]