Закрыть
Вход
facebook youtube instagram
instagram youtube facebook

Новые возможности и научно обоснованные преимущества использования пикосекундного лазера PICOPLUS

30.04.2021
1866
12 мин на прочтение
Статья посвящена современным лазерным системам и возможностям использования пикосекундного лазера в практике косметолога для удаления татуировок, омоложения и высокоэффективного лечения пигментации, мелазмы

Лазеры: ретроспектива

Когда в 1960 году Майман разработал первый лазер на основе синтетического кристалла рубина в качестве среды, в последующие четыре года были созданы аргоновые, Nd: YAG и CO₂-лазеры. Этот новый и уникальный источник света нашел свое применение в клинической практике, начиная с офтальмологии в середине 1960-х годов, за которой быстро последовала дерматология.

Рубиновый лазер работал в импульсном режиме, излучая пучок 694,3 нм с миллисекундной длительностью импульса. С импульсом 1 мс рубиновый лазер в руках Оширо дал отличные результаты лечения больших гемангиом и пигментных невусов.

Три других лазера работали в режиме постоянной волны (CW), при этом луч оптически или электронно перекрывался, чтобы обеспечить нужную длительность импульса, обычно от 100 мс и выше. Благодаря синей (488 нм) и зеленой (514,5 нм) длинам волн аргоновый лазер позволял селективно воздействовать на гемоглобин и меланин, что давало возможность лечить данную группу поражений, но даже при длительности импульса 100 мс имелось побочное тепловое повреждение из-за неспецифического распространения тепла от целевого пигмента в окружающие ткани.

CO₂-лазер с длиной волны 10 600 нм очень сильно поглощался водой, что делало его идеальным хирургическим лазером, способным коагулировать, испарять и делать разрез ткани с хорошей точностью, но при этом оставляя зону вторичного термического повреждения, протяженность которой в большей степени зависела от времени воздействия.

Nd: YAG-лазер намного хуже поглощался водой, поэтому его первым применением в непрерывном режиме стала объемная коагуляция ткани с низкой точностью.

Импульсный лазер на красителях появился в 1969 году с длинами волн в желтом диапазоне и шириной импульса около 500 мкс и был признан оптимальным методом для лечения сосудистых поражений с минимальным тепловым распространением.

Теория селективного фототермолиза

В 1983 году Андерсоном и Пэрришом была выдвинута теория селективного фототермолиза, согласно которой энергия лазера с нужной длиной волны для целевого хромофора и с шириной импульса, равной или меньшей времени термической релаксации хромофора, способна обеспечить выборочное уничтожение цели с минимальным повреждением окружающих тканей. Метод модуляции добротности лазерного луча для создания ультракороткого импульса с наносекундной длительностью и высокой пиковой мощностью демонстрирует идеальную систему для выполнения теории селективного фототермолиза, особенно для удаления татуировок. Данный метод был предложен Гулдом еще в 1958 году, но не нашел клинического применения до конца 1980-х – начала 1990-х годов.

В 2012 году начали появляться сообщения о применении нового пикосекундного александритового лазера для лечения татуировок, в том числе с синими и зелеными чернилами. Группа Андерсона провозгласила этот подход «старой доброй идеей», т. е. развивая оригинальную концепцию селективного фототермолиза Андерсона еще на один этап. Проблема с александритовым лазером заключалась в сравнительно высоком поглощении меланина длиной волны 755 нм, что означало, что при более темных фототипах кожи существует вероятность образования поствоспалительной гиперпигментации (PIH). Затем в 2014 году появились пикосекундные Nd: YAG-лазеры, при этом длина волны 1064 нм была гораздо более подходящей для более темных типов кожи. В более позднем отчете была высказана мысль о способности Nd: YAG лазера с модуляцией добротности в пикосекундном домене с длинами волн 1064 нм и 532 нм лечить разноцветные татуировки с минимальным риском гипер- и гипопигментации.

PICOPLUS (Lutronic) - Nd: YAG лазер с пикосекундной длительностью импульса

...
PicoPlus

В 2000 году компания Lutronic на базе Nd: YAG лазера с наносекундной модуляцией добротности (1064 и 532 нм.) разработала систему SPECTRA (на данный момент сменилось 10 поколений), которая предлагала две новые длины волн с первой в мире насадкой Gold Toning нового поколения (595 нм) и насадкой RuVY Touch (660 нм), улучшенный режим быстрой передачи импульсов (Q-PTP) для более чувствительной или нежной кожи и метод омоложения кожи Revital с высокой плотностью энергии.

Основываясь на этой проверенной технологии, Lutronic с гордостью представляет PicoPlus, первый Nd: YAG лазер с пикосекундной длительностью, четырьмя длинами волн, включая стандартные 1064 нм и 532 нм, предлагающий возможность еще более эффективно удалять разноцветные татуировки.

Диапазон размеров пятна позволит точно воздействовать на поражение, в то время как большой размер пятна (до 10 мм при 1064 нм) обеспечит новое эффективное и безопасное лечение, называемое 'Pico Toning'.

Выбор размера пятна Gold Toning + (2 мм и 5 мм) и RuVY Touch + (2 и 3 мм) улучшает и без того превосходные результаты, достигаемые в клинической области с этими длинами волн от SPECTRA XT в ns-области. Новая насадка Focused Dots (доступен только для длины волны 1064 нм) излучает 81 сфокусированный микроскопический пучок для эффективного «холодного» омоложения кожи, устранения морщин, текстурных проблем кожи и работы с рубцами.

PicoPlus предлагает очень широкий диапазон энергии, более широкий, чем любые другие лазеры с ps-доменом, для обеспечения идеальных параметров и достижения желаемого эффекта в ткани.

Хотя селективный фототермолиз дает точное разрушение пигментированных целей при длительности импульса меньшей, чем время термической релаксации целевого пигмента, разрушение по-прежнему достигается в основном за счет фототермической реакции, хотя при определенных обстоятельствах возникает некоторый фотоакустический эффект, поэтому некоторые повреждения все же будут присутствовать в клетке или ткани, содержащей мишень. В частности, когда производится несколько выстрелов или применяется стэк импульсов, повреждение может стать слишком обширным и нанести вред селективному объекту лечения. У пациентов с более темными фототипами кожи такое тепловое повреждение, возникающее в дермоэпидермальном соединении, может привести к воспалительной реакции, что создает риск образования PIH и увеличивает время восстановления пациента.

Технология многопроходного тонирования

Чтобы предотвратить это, особенно при лечении мелазмы, была разработана технология многопроходного тонирования с низкой плотностью энергии с использованием длины волны 1064 нм с модуляцией добротности в нс-области. Одно исследование продемонстрировало эффективность этого метода в удалении пигментации у рыбок данио in vivo, в результате чего пигмент удалялся при соответствующем флюенсе, но содержащие пигмент клетки не только оставались нетронутыми, но и оставались живыми без признаков апоптоза, тогда как клеточный апоптоз был отмечен у рыбок данио, получавших флюенс с превышением порогового значения. Авторы назвали этот феномен «субклеточным селективным фототермолизом», поскольку он продвинул традиционную теорию селективного фототермолиза на одну стадию в направлении большей селективности и большей сохранности окружающих структур. Субклеточный селективный фототермолиз – это концепция, лежащая в основе подхода лазерного тонирования с низкой плотностью энергии.

Последующее исследование лазерного тонирования с низкой плотностью потока энергии in vivo у пациентов с мелазмой показало хорошее разрешение пигмента на обработанной стороне лица. Ультраструктурный анализ с использованием трехмерной сканирующей топографии и просвечивающей электронной микроскопии в том же исследовании показал удаление меланосом из обработанных лазерным тонированием меланоцитов и кератиноцитов с оставшимися живыми клетками. Однако в случае меланоцитов они, по-видимому, подверглись дендрэктомии, хотя основная часть клетки была неповрежденной (рис. 3). В том же исследовании были обнаружены более низкие уровни индуцирующих пигментацию ферментов тирозиназы и белков, связанных с тирозиназой, в обработанной ткани.

Это был субклеточный селективный фототермолиз, проиллюстрированный у пациентов с мелазмой с множественными проходами при низких плотности энергии, в ns-домене Nd: YAG лазером с модуляцией добротности 1064 нм. Однако даже при использовании подхода лазерного тонирования конечной точкой по-прежнему является мягкий нагрев ткани-мишени с легкой эритемой. Можно непреднамеренно переборщить с местным нагревом с последующим воспалением, связанным с повреждением, и потенциальным образованием PIH даже с использованием подхода субклеточного селективного фототермолиза. С другой стороны, в некоторых исследованиях сообщалось об отдельных пятнах лейкоплакии в остаточных поражениях мелазамы после лазерного тонирования, в результате чего был сделан вывод о чрезмерном повреждении меланоцитов из-за вторичного тепла, проводимого от целевых меланосом. Однако следует сказать, что в этих исследованиях использовались гораздо более высокие плотности энергии, чем рекомендованные, но данные о формировании лейкоплакии указывают на то, что необходим еще более избирательный подход, чтобы убедиться, что лазерное повреждение максимально ограничено целевым пигментом. Считается, что появление пикосекундного лазера воплотило концепцию еще большей селективности и ограничения повреждений.

Еще в 1999 году Херд и его коллеги заявили, что использование импульсов значительно меньше, чем TRT меланосом и гранул меланина, то есть в пикосекундной длительности, должны дать лучшие результаты и вызвать нелинейную реакцию в мишени, так что разрушение будет не тепловым, а фотоакустическим по своей природе . Конечно, при удалении татуировок предпочтительным методом лечения стал лазер с модуляцией добротности с наносекундной длительностью, но истинная эффективность несколько ограничивается более молодыми татуировками, нанесенными синим и черным пигментами. Когда татуировки стареют и становятся более блеклыми из-за постепенного опускания пигмента в дерму или когда есть другие цвета, эффективность ниже. Bencini и его коллеги изучали удаление татуировок у 352 пациентов с помощью лазеров с модуляцией добротности ns-домена на длине волны 755 нм, 1064 нм и 532 нм . После 10 сеансов только 47 % пациентов отметили, что удаление считалось успешным, и даже после 15 сеансов успешное удаление не было достигнуто примерно у 25 % пациентов. Очевидно, что требуется другой подход, и считается, что лазер в ps-домене представляет этот подход.

Фактически, из текущих отчетов по ps-лазерам выявляется ряд преимуществ по сравнению с существующими системами на основе ns:

  • Результаты лучше и достигаются быстрее, что означает меньшее количество сеансов.
  • Кожная реакция более мягкая, с меньшей болезненностью и риском рубцевания.
  • Время восстановления пациента меньше, меньше побочных эффектов.
  • Наконец, лечение татуировок, устойчивых к лечению ns-доменом, оказалось возможным с помощью подхода ps-домена.
...
...

Однако когда Росс и коллеги сравнили удаление пигмента с помощью лазера с ps-доменом (0,65 Дж / см², 35 пс) с системами с ns-доменами (0,65 Дж / см², 10 нс и 8,0 Дж / см², 10 нс), с длиной волны 1064 нм, они сообщили, что более высокая эффективность была достигнута с помощью пс по сравнению с системой с более низкой плотностью энергии с наносекундной длительностью, но лучший результат был достигнут с наносекундной системой с высокой плотностью энергии . Был сделан вывод, что импульсы ps-домена могут быть более эффективными для удаления пигмента, но потребуют более высоких плотностей энергии. PicoPlus обеспечивает самую высокую плотность потока излучения среди систем ps-домена конкурентов с большими размерами пятна. Важность большего размера пятна и более высокой плотности энергии заключается в лучшем проникновении с меньшими потерями энергии, что позволяет лазерной энергии ps достигать и разрушать пигменты, расположенные в более глубоких участках.

Тканевой эффект, создаваемый лазером (для той же длины волны и размера пятна), зависит от мощности и режима лазерного излучения и области его воздействия.

В области ps наступает стадия, когда по мере уменьшения области экспозиции с очень маленькими размерами пятна пиковая плотность мощности (функция падающей мощности и единицы облучаемой площади) настолько высока, что поглощение энергии фотонов в мишени начинает создавать нелинейные атермические фотоакустические эффекты и даже приводит к созданию плазмы. Это не идеально, так как вся энергия гасится плазменной искрой, и таким образом, не может проникнуть глубже в ткань-мишень, например, чтобы достичь более глубоко залегающего пигмента татуировки. Следовательно, размер пятна луча в ps-области должен быть как можно больше по отношению к цели, чтобы обеспечить более глубокое проникновение для достижения более глубоких целей с минимальными потерями энергии внутри луча из-за бокового рассеяния. Большой размер пятна системы PicoPlus обеспечивает более глубокое проникновение для воздействия на глубоко расположенный пигмент татуировки.

Таким образом, преимущество ps-домена над ns-доменом заключается в более эффективном фотоакустическом разрушении пигментных мишеней практически без побочного распространения тепла, особенно в больших скоплениях пигмента, которые присутствуют в некоторых татуировках.

Был проведен эксперимент для сравнения стандартного Nd: YAG-лазера с модуляцией добротности с ns-доменом и системой PicoPlus при удалении татуировки на кожном фантоме из геля.

...

Кожный фантом готовили следующим образом. Гидрогель полиакриламида получали смешиванием 5% (мас. / Об.) бычьего сывороточного альбумина (Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США) в дистиллированной воде. После дегазации к смеси добавляли 25 % (об. / Об.) водный раствор 40% (мас. / Об.) акриламида (Sigma-Aldrich). Затем инициировали полимеризацию путем добавления 10 % (об. / Об.) 1 моль / л буфера TRIS при pH 8 (Sigma-Aldrich) и 0,84% (об. / Об.) 10% (мас. / Об.) раствора персульфата аммония (Сигма-Олдрич). После дополнительной дегазации для полимеризации добавляли 0,05 % (об. / Об.) N, N, N ’, N’-тетраметилэтилендиамина (Sigma-Aldrich). Конечную смесь сразу же выливали в прямоугольный корпус из поликарбоната и давали затвердеть в холодильнике при 4 °C. Когда кожный фантом застыл, черные чернила для татуировки набирались в шприц и вводились в центр фантома, в то время как игла постоянно извлекалась из геля, оставляя линейную зону частиц индийских чернил в центре фантома, представляющего цель для эксперимента. Затем «татуировку» в фантоме облучали стандартным Nd: YAG-лазером с модуляцией добротности 1064 нм, 5 нс и 1064 нм 450 пс PicoPlus, оба за один проход при размере пятна 4 мм и плотности энергии 4,8 Дж / см². Частицы индийских чернил кажутся лучше разрушенными при выстреле с ps-доменом в соответствии с осмотической мощностью фотоакустического эффекта, связанного с лазером с ps-доменом. Затем влияние на «татуировку» при десяти проходах с системой 5 нс сравнивали с пятью проходами при 5 нс, за которыми следовали дополнительные пять проходов при 450 пс. За десять проходов в нс-домен частицы индийской краски были диспергированы, но без значительной фрагментации. Однако на рисунке частицы чернил кажутся не только рассредоточенными, но и более эффективно разрушенными. Эти данные свидетельствуют о более эффективном разрушении частиц пигмента с помощью лазера с ps-доменами при тех же параметрах, что и для системы с ns-доменами.

Клинические примеры

...
До
...
После 2 процедур
...
До
...
После 1 процедуры
...
До
...
После 1 процедуры
...
До
...
После 2 процедур

Заключение

Таким образом, можно утверждать, что пикосекундные лазерные технологии уверенно завоевывают рынок. Лазерное воздействие через фотоакустический эффект без нецелевого нагрева позволяет существенно снизить риски процедур, сделать их более эффективными, безопасными и менее болезненными для пациента.

Источники:

  1. Herd RM, Alora MB, Smoller B, Arndt KA, Dover JS. A clinical and histologic prospective controlled comparative study of the picosecond titanium:sapphire (795 nm) laser versus the Q-switched alexandrite (752 nm) laser for removing tattoo pigment. JAAD. 1999: 40 (4), P603-606. DOI:https://doi.org/10.1016/S0190-9622(99)70444-5
  2. Bencini PL, Cazzaniga S, Tourlaki A, Galimberti MG, Naldi L. Removal of tattoos by q-switched laser: variables influencing outcome and sequelae in a large cohort of treated patients. Arch Dermatol. 2012 Dec;148(12):1364-9. doi: 10.1001/archdermatol.2012.2946. PMID: 22986584.
  3. Ross EV, Naseef G, Lin C, et al. Comparison of Responses of Tattoos to Picosecond and Nanosecond Q-Switched Neodymium:YAG Lasers. Arch Dermatol. 1998;134(2):167–171. doi:10.1001/archderm.134.2.167
  4. Ahn, Keunjae & Zheng, Zhenlong & Kwon, Tae-Rin & Kim, Beom & Lee, Hye & Cho, Sung Bin. (2017). Pattern analysis of laser-tattoo interactions for picosecond- and nanosecond-domain 1,064-nm neodymium-doped yttrium-aluminum-garnet lasers in tissue-mimicking phantom. Scientific Reports. 7. 10.1038/s41598-017-01724-1.

Комментарии

(0) комментариев
Войти чтобы оставить комментарий

Еще по теме

Эффективность плазмы оценили с помощью ревискометра
Аппаратные технологии
Эффективность плазмы оценили с помощью ревискометра
Иранские доктора исследовали возможности плазмы в коррекции дерматохалазиса и периорбитальных морщин
Ультразвук усовершенствует поли-l-молочную кислоту
Аппаратные технологии
Ультразвук усовершенствует поли-l-молочную кислоту
Его применили для сведения к минимуму неблагоприятных эффектов после инъекций поли-l-молочной кислот...