Lāzeru biofizika sejas virsmas atjaunošanai

Selektīvās fototermolīzes koncepcija ļauj ķirurgam izvēlēties lāzera viļņa garumu, ko maksimāli absorbē mērķa audu komponents - audu hromofors. Galvenais hromofors oglekļa dioksīda un erbija:YAG lāzeriem ir ūdens. Ir iespējams uzzīmēt līkni, kas atspoguļo lāzera enerģijas absorbciju ūdenī vai citos hromoforos dažādos viļņu garumos. Jāatceras par citiem hromoforiem, kas var absorbēt šāda garuma vilni. Piemēram, pie 532 nm viļņa garuma lāzera enerģiju absorbē oksihemoglobīns un melanīns. Izvēloties lāzeru, jāņem vērā konkurētspējīgas absorbcijas iespējamība. Konkurējoša hromofora papildu efekts var būt vēlams vai nevēlams.

Mūsdienu lāzeros, ko izmanto matu noņemšanai, mērķa hromofors ir melanīns. Šos viļņus var absorbēt arī hemoglobīns, kas ir konkurējošs hromofors. Absorbcija hemoglobīnā var arī sabojāt matu folikulus apgādājošos asinsvadus, kas ir nevēlami.

Epiderma sastāv no 90% ūdens. Tāpēc ūdens kalpo par galveno hromoforu mūsdienu ādas atjaunošanas lāzeriem. Lāzera atjaunošanas laikā intracelulārais ūdens absorbē lāzera enerģiju, nekavējoties vārās un iztvaiko. Enerģijas daudzums, ko lāzers nodod audiem, un šīs pārneses ilgums nosaka iztvaikoto audu tilpumu. Atjaunojot ādu, ir nepieciešams iztvaicēt galveno hromoforu (ūdeni), vienlaikus minimālu enerģijas daudzumu nododot apkārtējam kolagēnam un citām struktūrām. I tipa kolagēns ir ārkārtīgi jutīgs pret temperatūru, denaturējoties +60... +70 °C temperatūrā. Pārmērīgi kolagēna termiski bojājumi var izraisīt nevēlamu rētu veidošanos.

Lāzera enerģijas blīvums ir enerģijas daudzums (džoulos), kas tiek pielietots audu virsmai (cm2). Tāpēc enerģijas blīvumu izsaka J/cm2. Oglekļa dioksīda lāzeriem kritiskā enerģija, lai pārvarētu audu ablācijas barjeru, ir 0,04 J/cm2. Ādas atjaunošanai parasti izmanto lāzerus ar enerģiju 250 mJ uz impulsu un plankuma izmēru 3 mm. Audi starp impulsiem atdziest. Termiskās relaksācijas laiks ir laiks, kas nepieciešams, lai audi pilnībā atdzistu starp impulsiem. Lāzera atjaunošana izmanto ļoti augstu enerģiju, lai gandrīz nekavējoties iztvaicētu mērķa audus. Tas ļauj impulsam būt ļoti īsam (1000 μs). Līdz ar to nevēlamā siltuma vadīšana uz blakus esošajiem audiem tiek samazināta līdz minimumam. Īpatnējā jauda, ko parasti mēra vatos (W), ņem vērā integrēto enerģijas blīvumu, impulsa ilgumu un apstrādātās zonas laukumu. Izplatīts nepareizs uzskats ir, ka zemāks enerģijas blīvums un jaudas blīvums samazina rētu veidošanās risku, lai gan patiesībā zemāka enerģija lēnāk vāra ūdeni, radot lielākus termiskus bojājumus.

Tūlīt pēc lāzera atjaunošanas ņemto biopsiju histoloģiskā izmeklēšana atklāj audu iztvaikošanas un ablācijas zonu ar bazofilu termiskās nekrozes zonu zem audiem. Pirmās caurlaides enerģiju absorbē epidermā esošais ūdens. Nonākot dermā, kur ir mazāk ūdens, kas absorbē lāzera enerģiju, siltuma pārnešana ar katru nākamo caurlaidi rada lielāku termisko bojājumu. Ideālā gadījumā lielāks ablācijas dziļums ar mazāku caurlaidību skaitu un mazāk vadošu termisko bojājumu samazina rētu veidošanās risku. Papilārās dermas ultrastrukturālā izmeklēšana atklāj mazākas kolagēna šķiedras, kas sakārtotas lielākos kolagēna saišķos. Pēc lāzera atjaunošanas, kolagēnam ražojoties papilārajā dermā, uzkrājas molekulas, kas saistītas ar brūču dzīšanu, piemēram, glikoproteīns tenascīns.

Mūsdienu erbija lāzeri var vienlaikus izstarot divus starus. Tomēr viens stars koagulācijas režīmā var palielināt apkārtējo audu bojājumus. Šāds lāzers rada lielākus termiskos bojājumus palielinātā impulsa ilguma un līdz ar to lēnākas audu uzsilšanas dēļ. Turpretī pārāk liela enerģija var izraisīt dziļāku iztvaikošanu nekā nepieciešams. Mūsdienu lāzeri bojā kolagēnu ar slīpēšanas laikā radīto siltumu. Jo lielāki termiskie bojājumi, jo lielāka jauna kolagēna sintēze. Nākotnē klīnisku pielietojumu varētu atrast slīpēšanas lāzeri, kas labi absorbē ūdeni un kolagēnu.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]