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.
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.
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.
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:
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.
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.
4058
Комментарии