Biophysik von Lasern für das Gesichtspolieren

Das Konzept der selektiven Photothermolyse ermöglicht es dem Chirurgen, die Länge der von der Zielgewebekomponente absorbierten Laserwelle so weit wie möglich durch den Gewebechromophor zu wählen. Der Hauptchromophor für Kohlendioxid und Erbium: YAG-Laser ist Wasser. Es ist möglich, eine Kurve zu konstruieren, die die Absorption von Laserenergie durch Wasser oder andere Chromophore bei verschiedenen Wellenlängen reflektiert. Man muss sich an andere Chromophore erinnern, die eine Welle dieser Länge absorbieren können. Zum Beispiel wird bei einer Wellenlänge von 532 nm Laserenergie von Oxyhämoglobin und Melanin absorbiert. Bei der Auswahl eines Lasers ist die Möglichkeit einer konkurrierenden Absorption zu berücksichtigen. Der zusätzliche Effekt eines kompetitiven Chromophors kann wünschenswert und unerwünscht sein.

In modernen Lasern, die für die Epilation mit dem Zielchromophor verwendet werden, ist Melanin. Diese Wellen können auch von Hämoglobin absorbiert werden, das ein kompetitives Chromophor ist. Die Absorption von Hämoglobin kann auch zu einer Schädigung der die Haarfollikel versorgenden Blutgefäße führen, was unerwünscht ist.

Die Epidermis besteht zu 90% aus Wasser. Daher dient Wasser als Hauptchromophor für moderne Laserschleiflaser. Beim Laser-Resurfacing absorbiert das intrazelluläre Wasser die Laserenergie, blutet sofort und verdampft. Die Menge an Energie, die der Laser auf die Gewebe überträgt, und die Dauer dieser Übertragung bestimmen das Volumen des verdunsteten Gewebes. Beim Polieren der Haut muss der Hauptchromophor (Wasser) verdampft werden, während er die minimale Menge an Energie auf das umgebende Kollagen und andere Strukturen überträgt. Kollagen Typ I ist extrem temperaturempfindlich und denaturiert bei einer Temperatur von +60 ... +70 ° C. Übermäßige thermische Schädigung von Kollagen kann zu unerwünschten Narbenbildung führen.

Die Energiedichte der Laserstrahlung ist die auf die Gewebeoberfläche aufgebrachte Energiemenge (in Joule) (in cm2). Daher wird die Strahlungsdichte in J / cm² ausgedrückt. Für Kohlendioxidlaser beträgt die kritische Energie zur Überwindung der Gewebeablationsbarriere 0,04 J / cm². Zur Wiederherstellung der Hautoberfläche werden üblicherweise Laser mit einer Energie von 250 mJ pro Puls und einer Spotgröße von 3 mm verwendet. In den Intervallen zwischen den Impulsen kühlt das Gewebe ab. Die Zeit der thermischen Relaxation ist die Zeit, die für die vollständige Abkühlung des Gewebes zwischen den Impulsen erforderlich ist. Beim Laserpolieren wird mit sehr hoher Energie das Zielgewebe fast sofort verdampft. Dies ermöglicht es, den Puls sehr kurz zu machen (1000 μs). Folglich wird die unerwünschte Wärmeleitfähigkeit zu benachbarten Geweben minimiert. Die spezifische Leistung, die üblicherweise in Watt (W) gemessen wird, berücksichtigt die integrale Energiedichte, die Pulsdauer und die Fläche der behandelten Fläche. Ein häufiges Missverständnis ist, dass die niedrigere Energiedichte und die spezifische Energie das Risiko der Narbenbildung reduzieren, während die niedrigere Energie tatsächlich das Wasser langsamer kocht, was zu schwerwiegenderen Temperaturschäden führt.

In der histologischen Untersuchung von Biopsieproben, die unmittelbar nach dem Laser-Oberflächenersatz entnommen wurden, wird eine Zone der Verdunstung und Ablation des Gewebes gefunden, unter der die basophile Zone der thermischen Nekrose liegt. Die Energie des ersten Durchgangs wird vom Wasser der Epidermis aufgenommen. Nach dem Eindringen in die Dermis, wo weniger Wasser zur Absorption von Laserenergie zur Verfügung steht, verursacht die Wärmeübertragung für jede nachfolgende Passage eine größere thermische Schädigung. Idealerweise ist eine größere Abtragungstiefe mit einer geringeren Anzahl von Durchgängen und weniger leitender thermischer Schädigung mit einem geringeren Risiko der Vernarbung verbunden. Prir Forschung der Ultrastruktur in der Papillarschicht der Haut zeigt Kollagenfasern von kleinerer Größe, vereint in großen Kollagenstrahlen. Nach dem Laser-Resurfacing, wenn Kollagen in der Papillarschicht der Dermis gebildet wird, sammeln sich Moleküle, die mit der Wundheilung assoziiert sind, wie das Tenascin-Glykoprotein.

Moderne Erbium-Laser können zwei Strahlen gleichzeitig emittieren. In diesem Fall kann ein Bündel im Koagulationsmodus die Schädigung des umgebenden Gewebes erhöhen. Ein solcher Laser führt aufgrund einer Zunahme der Pulsdauer und daher einer langsameren Erwärmung von Gewebe zu mehr thermischen Schäden. Umgekehrt kann zu viel Energie eine tiefere Verdampfung als erforderlich verursachen. Moderne Laser beschädigen Kollagen mit der durch Schleifen erzeugten Wärme. Je größer der thermische Schaden ist, desto größer ist die Synthese des neuen Kollagens. In Zukunft können Schleiflaser, die gut von Wasser und Kollagen absorbiert werden, klinisch verwendet werden.

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