Biofyzika laserů pro resurfacing obličeje

Koncept selektivní fototermolýzy umožňuje chirurgovi zvolit vlnovou délku laseru, která je maximálně absorbována cílovou složkou tkáně - tkáňovým chromoforem. Hlavním chromoforem pro lasery na bázi oxidu uhličitého a erbia:YAG je voda. Je možné vykreslit křivku odrážející absorpci laserové energie vodou nebo jinými chromofory při různých vlnových délkách. Je nutné pamatovat na další chromofory, které dokáží absorbovat vlnu této délky. Například při vlnové délce 532 nm je laserová energie absorbována oxyhemoglobinem a melaninem. Při výběru laseru je nutné zvážit možnost kompetitivní absorpce. Dodatečný účinek kompetitivního chromoforu může být žádoucí nebo nežádoucí.

V moderních laserech používaných k odstraňování chloupků je cílovým chromoforem melanin. Tyto vlny mohou být také absorbovány hemoglobinem, což je kompetitivní chromofor. Absorpce hemoglobinem může také vést k poškození cév zásobujících vlasové folikuly, což je nežádoucí.

Epidermis se skládá z 90 % z vody. Voda proto slouží jako hlavní chromofor pro moderní lasery pro omlazení kůže. Během laserového omlazení intracelulární voda absorbuje laserovou energii, okamžitě se vaří a odpařuje. Množství energie, které laser přenáší do tkáně, a doba trvání tohoto přenosu určují objem odpařené tkáně. Při omlazení kůže je nutné odpařit hlavní chromofor (vodu) a zároveň přenést minimální množství energie na okolní kolagen a další struktury. Kolagen typu I je extrémně citlivý na teplotu, denaturuje se při teplotě +60... +70 °C. Nadměrné tepelné poškození kolagenu může vést k nežádoucí tvorbě jizev.

Hustota energie laseru je množství energie (v joulech) aplikované na povrch tkáně (v cm2). Proto se hustota energie vyjadřuje v J/cm2. U laserů na bázi oxidu uhličitého je kritická energie pro překonání ablační bariéry tkáně 0,04 J/cm2. Pro resurfacing kůže se obvykle používají lasery s energií 250 mJ na puls a velikostí bodu 3 mm. Tkáně se mezi pulsy ochlazují. Doba tepelné relaxace je doba potřebná k úplnému ochlazení tkáně mezi pulsy. Laserový resurfacing využívá velmi vysoké energie k téměř okamžitému odpaření cílové tkáně. To umožňuje, aby puls byl velmi krátký (1000 μs). V důsledku toho je minimalizováno nežádoucí vedení tepla do sousedních tkání. Měrný výkon, obvykle měřený ve wattech (W), zohledňuje integrovanou hustotu energie, dobu trvání pulsu a plochu ošetřované oblasti. Běžnou mylnou představou je, že nižší hustota energie a hustota výkonu snižují riziko vzniku jizev, i když ve skutečnosti nižší energie vaří vodu pomaleji, což způsobuje větší tepelné poškození.

Histologické vyšetření biopsií odebraných bezprostředně po laserovém resurfacingu odhaluje zónu odpařování a ablace tkáně s bazofilní zónou tepelné nekrózy pod tkání. Energie prvního průchodu je absorbována vodou v epidermis. Jakmile se teplo dostane do dermis, kde je méně vody k absorpci laserové energie, způsobuje přenos tepla s každým dalším průchodem větší tepelné poškození. V ideálním případě větší hloubka ablace s menším počtem průchodů a méně vodivým tepelným poškozením vede k menšímu riziku zjizvení. Ultrastrukturální vyšetření papilární dermis odhaluje menší kolagenová vlákna uspořádaná do větších kolagenových svazků. Po laserovém resurfacingu, jak se v papilární dermis produkuje kolagen, se hromadí molekuly spojené s hojením ran, jako je glykoprotein tenascin.

Moderní erbiové lasery dokáží emitovat dva paprsky současně. Jeden paprsek v koagulačním režimu však může zvýšit poškození okolní tkáně. Takový laser způsobuje větší tepelné poškození v důsledku prodloužené doby trvání pulzu, a proto pomalejší ohřev tkáně. Naopak příliš mnoho energie může způsobit hlubší odpařování, než je nutné. Moderní lasery poškozují kolagen teplem vznikajícím při broušení. Čím větší je tepelné poškození, tím větší je syntéza nového kolagenu. V budoucnu by klinické využití mohly najít brusné lasery, které jsou dobře absorbovány vodou a kolagenem.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]