ביופיזיקה של לייזרים לחידוש פני הפנים

הקונספט של פוטותרמוליזה סלקטיבית מאפשר למנתח לבחור את אורך הגל של הלייזר הנספג באופן מקסימלי על ידי רכיב רקמת המטרה - כרומופור הרקמה. הכרומופור העיקרי עבור לייזרי פחמן דו-חמצני וארביום:YAG הוא מים. ניתן לשרטט עקומה המשקפת את בליעת אנרגיית הלייזר על ידי מים או כרומופורים אחרים באורכי גל שונים. יש לזכור כרומופורים אחרים שיכולים לספוג גל באורך זה. לדוגמה, באורך גל של 532 ננומטר, אנרגיית הלייזר נספגת על ידי אוקסיהמוגלובין ומלנין. בבחירת לייזר, יש לשקול את האפשרות של בליעה תחרותית. ההשפעה הנוספת של כרומופור תחרותי יכולה להיות רצויה או לא רצויה.

בלייזרים מודרניים המשמשים להסרת שיער, הכרומופור המטרה הוא מלנין. גלים אלה יכולים להיספג גם על ידי המוגלובין, שהוא כרומופור תחרותי. ספיגה על ידי המוגלובין עלולה גם להוביל נזק לכלי הדם המספקים את זקיקי השיער, דבר שאינו רצוי.

האפידרמיס מורכב מ-90% מים. לכן, מים משמשים ככרומופור העיקרי עבור לייזרים מודרניים לחידוש העור. במהלך חידוש העור בלייזר, מים תוך תאיים סופגים את אנרגיית הלייזר, רותחים מיד ומתאדים. כמות האנרגיה שהלייזר מעביר לרקמה ומשך ההעברה הזו קובעים את נפח הרקמה המתאדה. בעת חידוש העור, יש צורך לאדות את הכרומופור העיקרי (מים), תוך העברת כמות מינימלית של אנרגיה לקולגן שמסביב ולמבנים אחרים. קולגן מסוג I רגיש ביותר לטמפרטורה, ומתפרק בטמפרטורה של +60... +70 מעלות צלזיוס. נזק תרמי מוגזם לקולגן עלול להוביל לצלקות לא רצויות.

צפיפות האנרגיה של לייזר היא כמות האנרגיה (בג'אול) המופעלת על משטח רקמה (בסמ"ר). לכן, צפיפות האנרגיה מתבטאת ב-J/cm2. עבור לייזרי פחמן דו-חמצני, האנרגיה הקריטית להתגברות על מחסום אבלציה של הרקמה היא 0.04 J/cm2. עבור חידוש עור, משתמשים בדרך כלל בלייזרים עם אנרגיה של 250 mJ לכל פעימה וגודל נקודה של 3 מ"מ. הרקמות מתקררות בין פעימות. זמן הרפיה תרמית הוא הזמן הנדרש לרקמה להתקרר לחלוטין בין פעימות. חידוש עור בלייזר משתמש באנרגיות גבוהות מאוד כדי לאדות את רקמת המטרה כמעט באופן מיידי. זה מאפשר לפעימה להיות קצרה מאוד (1000 מיקרו-שניות). כתוצאה מכך, הולכת חום לא רצויה לרקמות סמוכות ממוזערת. ההספק הסגולי, הנמדד בדרך כלל בוואט (W), לוקח בחשבון את צפיפות האנרגיה המשולבת, משך הפעימה ושטח האזור המטופל. תפיסה מוטעית נפוצה היא שצפיפות אנרגיה וצפיפות הספק נמוכות יותר מפחיתות את הסיכון לצלקות, כאשר למעשה, אנרגיה נמוכה יותר מרתיחת מים לאט יותר, וגורמת נזק תרמי רב יותר.

בדיקה היסטולוגית של ביופסיות שנלקחו מיד לאחר טיפול בלייזר חושפת אזור של אידוי ואבלציה של רקמות, עם אזור בזופילי של נמק תרמי מתחת לרקמה. האנרגיה של המעבר הראשון נספגת על ידי המים באפידרמיס. לאחר הגעתם לדרמיס, שם יש פחות מים לספיגת אנרגיית הלייזר, העברת החום גורמת לפגיעה תרמית גדולה יותר בכל מעבר עוקבת. באופן אידיאלי, עומק אבלציה גדול יותר עם פחות מעברים ופחות פגיעה תרמית מוליכה מביא לפחות סיכון לצלקות. בדיקה אולטרה-סטרוקטורלית של הדרמיס הפפילרי חושפת סיבי קולגן קטנים יותר המאורגנים בצרורות קולגן גדולים יותר. לאחר טיפול בלייזר, ככל שמיוצר קולגן בדרמיס הפפילרי, מצטברות מולקולות הקשורות לריפוי פצעים, כגון הגליקופרוטאין טנסקין.

לייזרי ארביום מודרניים יכולים לפלוט שתי אלומות בו זמנית. עם זאת, קרן אחת במצב קרישה יכולה להגביר את הנזק לרקמה הסובבת. לייזר כזה גורם נזק תרמי גדול יותר עקב משך הפולס המוגבר ולכן חימום הרקמה איטי יותר. לעומת זאת, אנרגיה רבה מדי עלולה לגרום לאידוי עמוק יותר מהנדרש. לייזרים מודרניים פוגעים בקולגן באמצעות החום הנוצר במהלך הטחינה. ככל שהנזק התרמי גדול יותר, כך גדלה הסינתזה של קולגן חדש. בעתיד, לייזרי טחינה הנספגים היטב על ידי מים וקולגן עשויים למצוא שימוש קליני.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]