Biophysics of lasers for facial resurfacing (näo taastamine)

Selektiivse fototermolüüsi kontseptsioon võimaldab kirurgil valida laserlainepikkuse, mida sihtkoe komponent – koekromofoor – maksimaalselt neelab. Süsinikdioksiidi ja erbium:YAG laserite peamine kromofoor on vesi. On võimalik joonistada kõver, mis peegeldab laserenergia neeldumist vee või teiste kromofooride poolt erinevatel lainepikkustel. Tuleb meeles pidada ka teisi kromofoore, mis suudavad sellise pikkusega lainet neelata. Näiteks lainepikkusel 532 nm neelavad laserenergiat oksühemoglobiin ja melaniin. Laseri valimisel tuleb arvestada konkureeriva neeldumise võimalusega. Konkureeriva kromofoori lisamõju võib olla soovitav või ebasoovitav.

Kaasaegsetes karvaeemalduslaserites on sihtmärgiks kromofoor melaniin. Neid laineid suudab neelata ka hemoglobiin, mis on konkureeriv kromofoor. Hemoglobiini imendumine võib kahjustada ka karvanääpse varustavaid veresooni, mis on ebasoovitav.

Epidermis koosneb 90% veest. Seetõttu on vesi tänapäevaste naha uuendamise laserite peamine kromofoor. Laserlihvimise ajal neelab rakusisene vesi laserienergiat, läheb kohe keema ja aurustub. Laseri poolt koele ülekantava energia hulk ja selle ülekande kestus määravad aurustunud koe mahu. Naha uuendamisel on vaja aurustada peamine kromofoor (vesi), kandes samal ajal minimaalselt energiat ümbritsevale kollageenile ja teistele struktuuridele. I tüüpi kollageen on äärmiselt tundlik temperatuuri suhtes, denatureerudes temperatuuril +60... +70 °C. Kollageeni liigne termiline kahjustus võib põhjustada soovimatut armistumist.

Laseri energiatihedus on koe pinnale (cm2) rakendatud energia hulk (džaulides). Seega väljendatakse energiatihedust J/cm2. Süsinikdioksiidlaserite puhul on koe ablatsioonibarjääri ületamiseks vajalik kriitiline energia 0,04 J/cm2. Naha uuendamiseks kasutatakse tavaliselt lasereid energiaga 250 mJ impulsi kohta ja täpi suurusega 3 mm. Koed jahtuvad impulsside vahel. Termiline relaksatsiooniaeg on aeg, mis kulub koe täielikuks jahtumiseks impulsside vahel. Laser-uuendamine kasutab väga suuri energiaid, et sihtkude peaaegu kohe aurustuda. See võimaldab impulssi väga lühikeseks muuta (1000 μs). Järelikult minimeeritakse soovimatu soojusjuhtivus külgnevatesse kudedesse. Erivõimsus, mida tavaliselt mõõdetakse vattides (W), võtab arvesse integreeritud energiatihedust, impulsi kestust ja töödeldud ala pindala. Levinud eksiarvamus on, et madalam energiatihedus ja võimsustihedus vähendavad armistumise ohtu, kuigi tegelikult keedab madalam energia vett aeglasemalt, põhjustades rohkem termilist kahjustust.

Vahetult pärast laserlihvimist võetud biopsiate histoloogilisel uurimisel ilmneb koe aurustumise ja ablatsiooni tsoon, mille all asub basofiilne termilise nekroosi tsoon. Esimese läbimise energia neelab epidermis olev vesi. Dermisse jõudes, kus on vähem vett laserenergia absorbeerimiseks, põhjustab soojusülekanne iga järgneva läbimisega suuremat termilist kahjustust. Ideaaljuhul vähendab suurem ablatsioonisügavus vähemate läbimiste ja väiksema juhtivusega termilise kahjustuse korral armistumise ohtu. Papillaarse dermise ultrastrukturaalne uuring näitab väiksemaid kollageenikiude, mis on organiseeritud suuremateks kollageenikimpudeks. Pärast laserlihvimist, kui papillaarses dermises toodetakse kollageeni, kogunevad haavade paranemisega seotud molekulid, näiteks glükoproteiin tenastsiin.

Kaasaegsed erbiumlaserid suudavad kiirata samaaegselt kahte kiirt. Üks kiir koagulatsioonirežiimis võib aga suurendada ümbritseva koe kahjustusi. Selline laser põhjustab suuremat termilist kahjustust suurenenud impulsi kestuse ja seetõttu aeglasema koe soojenemise tõttu. Seevastu liiga suur energia võib põhjustada sügavamat aurustumist kui vaja. Kaasaegsed laserid kahjustavad kollageeni jahvatamisel tekkiva soojusega. Mida suurem on termiline kahjustus, seda suurem on uue kollageeni süntees. Tulevikus võivad kliinilist kasutamist leida lihvimislaserid, mis neelavad vett ja kollageeni hästi.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]