Biofysik i lasere til ansigtsoverfladebehandling

Konceptet med selektiv fototermolyse gør det muligt for kirurgen at vælge den laserbølgelængde, der absorberes maksimalt af målvævskomponenten - vævskromoforen. Den primære kromofor for kuldioxid- og erbium:YAG-lasere er vand. Det er muligt at plotte en kurve, der afspejler absorptionen af laserenergi af vand eller andre kromoforer ved forskellige bølgelængder. Det er nødvendigt at huske på andre kromoforer, der kan absorbere en bølge af denne længde. For eksempel absorberes laserenergi af oxyhæmoglobin og melanin ved en bølgelængde på 532 nm. Når man vælger en laser, er det nødvendigt at overveje muligheden for konkurrerende absorption. Den yderligere effekt af en konkurrerende kromofor kan være ønskelig eller uønsket.

I moderne lasere, der anvendes til hårfjerning, er målkromoforen melanin. Disse bølger kan også absorberes af hæmoglobin, som er en konkurrerende kromofor. Absorption af hæmoglobin kan også føre til skade på blodkarrene, der forsyner hårsækkene, hvilket er uønsket.

Epidermis består af 90% vand. Derfor fungerer vand som den primære kromofor for moderne hudfornyende lasere. Under laserfornyelse absorberer intracellulært vand laserenergi, koger straks og fordamper. Mængden af energi, som laseren overfører til vævet, og varigheden af denne overførsel bestemmer volumenet af fordampet væv. Ved hudfornyelse er det nødvendigt at fordampe den primære kromofor (vand), samtidig med at en minimal mængde energi overføres til det omgivende kollagen og andre strukturer. Kollagen type I er ekstremt følsomt over for temperatur og denaturerer ved en temperatur på +60... +70 °C. Overdreven termisk skade på kollagen kan føre til uønsket ardannelse.

En lasers energitæthed er den mængde energi (i joule), der påføres en vævsoverflade (i cm2). Derfor udtrykkes energitætheden i J/cm2. For kuldioxidlasere er den kritiske energi til at overvinde vævsablationsbarrieren 0,04 J/cm2. Til hudresurfacing anvendes normalt lasere med en energi på 250 mJ pr. puls og en punktstørrelse på 3 mm. Vævet køler ned mellem pulserne. Den termiske relaksationstid er den tid, der kræves for, at vævet afkøles helt mellem pulserne. Laserresurfacing bruger meget høje energier til at fordampe målvævet næsten øjeblikkeligt. Dette gør det muligt at få pulsen til at være meget kort (1000 μs). Følgelig minimeres uønsket varmeledning til tilstødende væv. Den specifikke effekt, normalt målt i watt (W), tager højde for den integrerede energitæthed, pulsvarigheden og arealet af det behandlede område. En almindelig misforståelse er, at lavere energitæthed og effekttæthed reducerer risikoen for ardannelse, når lavere energi faktisk koger vand langsommere og forårsager mere termisk skade.

Histologisk undersøgelse af biopsier taget umiddelbart efter laserbehandling afslører en zone med vævsfordampning og ablation, med en basofil zone med termisk nekrose under vævet. Energien fra den første passage absorberes af vandet i epidermis. Når vævet er i dermis, hvor der er mindre vand til at absorbere laserenergien, forårsager varmeoverførsel større termisk skade ved hver efterfølgende passage. Ideelt set resulterer større ablationsdybde med færre passager og mindre ledende termisk skade i mindre risiko for ardannelse. Ultrastrukturel undersøgelse af den papillære dermis afslører mindre kollagenfibre organiseret i større kollagenbundter. Efter laserbehandling akkumuleres molekyler forbundet med sårheling, såsom glycoproteinet tenascin, efterhånden som kollagen produceres i den papillære dermis.

Moderne erbiumlasere kan udsende to stråler samtidigt. Imidlertid kan én stråle i koagulationstilstand øge skaden på det omgivende væv. En sådan laser forårsager større termisk skade på grund af den øgede pulsvarighed og dermed langsommere vævsopvarmning. Omvendt kan for meget energi forårsage dybere fordampning end nødvendigt. Moderne lasere beskadiger kollagen med den varme, der genereres under slibning. Jo større termisk skade, desto større er syntesen af nyt kollagen. I fremtiden kan slibningslasere, der absorberes godt af vand og kollagen, finde klinisk anvendelse.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]