ชีวฟิสิกส์ของเลเซอร์ปรับสภาพผิวหน้า

แนวคิดของการทำลายเนื้อเยื่อด้วยความร้อนแบบเลือกสรรช่วยให้ศัลยแพทย์สามารถเลือกความยาวคลื่นเลเซอร์ที่ดูดซับได้สูงสุดโดยส่วนประกอบเนื้อเยื่อเป้าหมาย - โครโมฟอร์เนื้อเยื่อ โครโมฟอร์หลักสำหรับคาร์บอนไดออกไซด์และเออร์เบียม:YAG เลเซอร์คือน้ำ เป็นไปได้ที่จะวาดกราฟที่สะท้อนการดูดซับพลังงานเลเซอร์โดยน้ำหรือโครโมฟอร์อื่นๆ ที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องจำไว้ว่ามีโครโมฟอร์อื่นๆ ที่สามารถดูดซับคลื่นที่มีความยาวคลื่นนี้ ตัวอย่างเช่น ที่ความยาวคลื่น 532 นาโนเมตร พลังงานเลเซอร์จะถูกดูดซับโดยออกซิเฮโมโกลบินและเมลานิน เมื่อเลือกเลเซอร์ จำเป็นต้องพิจารณาความเป็นไปได้ของการดูดซับแบบแข่งขัน ผลเพิ่มเติมของโครโมฟอร์แบบแข่งขันอาจเป็นที่ต้องการหรือไม่ต้องการก็ได้

ในเลเซอร์สมัยใหม่ที่ใช้กำจัดขน โครโมโฟร์เป้าหมายคือเมลานิน คลื่นเหล่านี้สามารถถูกดูดซับโดยฮีโมโกลบินซึ่งเป็นโครโมโฟร์แบบแข่งขันได้ การดูดซับโดยฮีโมโกลบินยังอาจทำให้หลอดเลือดที่ส่งไปยังรูขุมขนได้รับความเสียหาย ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์

หนังกำพร้าประกอบด้วยน้ำ 90% ดังนั้น น้ำจึงทำหน้าที่เป็นโครโมฟอร์หลักสำหรับเลเซอร์ปรับสภาพผิวสมัยใหม่ ในระหว่างการปรับสภาพผิวด้วยเลเซอร์ น้ำภายในเซลล์จะดูดซับพลังงานเลเซอร์ เดือดทันทีและระเหย ปริมาณพลังงานที่เลเซอร์ถ่ายโอนไปยังเนื้อเยื่อและระยะเวลาในการถ่ายโอนนี้จะกำหนดปริมาตรของเนื้อเยื่อที่ระเหย เมื่อปรับสภาพผิวใหม่ จำเป็นต้องระเหยโครโมฟอร์หลัก (น้ำ) ในขณะที่ถ่ายโอนพลังงานจำนวนเล็กน้อยไปยังคอลลาเจนโดยรอบและโครงสร้างอื่นๆ คอลลาเจนประเภท I มีความไวต่ออุณหภูมิเป็นอย่างมาก โดยจะเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิ +60... +70 °C ความเสียหายต่อคอลลาเจนจากความร้อนที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดแผลเป็นอันไม่พึงประสงค์ได้

ความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์คือปริมาณพลังงาน (เป็นจูล) ที่ใช้กับพื้นผิวเนื้อเยื่อ (เป็นเซนติเมตร) ดังนั้นความหนาแน่นของพลังงานจึงแสดงเป็นจูล/เซนติเมตร สำหรับเลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ พลังงานวิกฤตในการเอาชนะอุปสรรคการทำลายเนื้อเยื่อคือ 0.04 จูล/เซนติเมตร สำหรับการปรับผิวใหม่ มักใช้เลเซอร์ที่มีพลังงาน 250 มิลลิจูลต่อพัลส์และขนาดจุด 3 มิลลิเมตร เนื้อเยื่อจะเย็นลงระหว่างพัลส์ เวลาผ่อนคลายความร้อนคือเวลาที่จำเป็นสำหรับการทำให้เนื้อเยื่อเย็นลงอย่างสมบูรณ์ระหว่างพัลส์ การปรับผิวใหม่ด้วยเลเซอร์ใช้พลังงานสูงมากเพื่อทำให้เนื้อเยื่อเป้าหมายระเหยเกือบจะในทันที ซึ่งทำให้พัลส์สั้นมาก (1,000 ไมโครวินาที) เป็นผลให้การนำความร้อนที่ไม่ต้องการไปยังเนื้อเยื่อที่อยู่ติดกันลดลง พลังงานจำเพาะซึ่งโดยปกติวัดเป็นวัตต์ (W) จะคำนึงถึงความหนาแน่นของพลังงานรวม ระยะเวลาของพัลส์ และพื้นที่ของบริเวณที่ได้รับการรักษา ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยคือความหนาแน่นของพลังงานและความหนาแน่นของกำลังงานที่ต่ำลงจะช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดแผลเป็น ในขณะที่ความจริงแล้ว พลังงานที่ต่ำกว่าจะทำให้น้ำเดือดช้าลง จึงก่อให้เกิดความเสียหายจากความร้อนได้มากขึ้น

การตรวจชิ้นเนื้อทางจุลกายวิภาคที่ทำทันทีหลังการทำเลเซอร์ผิวใหม่จะเผยให้เห็นบริเวณเนื้อเยื่อที่ระเหยและถูกทำลาย โดยมีบริเวณใต้ผิวหนังที่เป็นเนื้อตายเนื่องจากความร้อน พลังงานจากการตัดครั้งแรกจะถูกดูดซับโดยน้ำในชั้นหนังกำพร้า เมื่อเข้าไปในชั้นหนังแท้ซึ่งมีน้ำน้อยกว่าที่จะดูดซับพลังงานเลเซอร์ การถ่ายเทความร้อนจะทำให้เกิดการบาดเจ็บจากความร้อนมากขึ้นในแต่ละครั้งต่อมา ในทางอุดมคติ ความลึกของการตัดที่มากขึ้นด้วยจำนวนครั้งที่น้อยลงและการบาดเจ็บจากความร้อนที่เป็นสื่อนำน้อยลงจะส่งผลให้มีความเสี่ยงต่อการเกิดแผลเป็นน้อยลง การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคของชั้นหนังแท้ของปุ่มจะเผยให้เห็นเส้นใยคอลลาเจนขนาดเล็กที่จัดเรียงเป็นกลุ่มคอลลาเจนขนาดใหญ่ หลังจากการทำเลเซอร์ผิวใหม่ เมื่อคอลลาเจนถูกผลิตขึ้นในชั้นหนังแท้ของปุ่ม โมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับการสมานแผล เช่น ไกลโคโปรตีนเทแนสซิน จะสะสม

เลเซอร์เออร์เบียมสมัยใหม่สามารถปล่อยลำแสงได้สองลำพร้อมกัน อย่างไรก็ตาม ลำแสงเดียวในโหมดการแข็งตัวของเลือดอาจเพิ่มความเสียหายให้กับเนื้อเยื่อโดยรอบได้ เลเซอร์ดังกล่าวก่อให้เกิดความเสียหายจากความร้อนที่มากขึ้นเนื่องจากระยะเวลาพัลส์ที่เพิ่มขึ้น และทำให้เนื้อเยื่อได้รับความร้อนช้าลง ในทางกลับกัน พลังงานมากเกินไปอาจทำให้เกิดการระเหยที่ลึกกว่าที่จำเป็น เลเซอร์สมัยใหม่ทำลายคอลลาเจนด้วยความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการบด ยิ่งความเสียหายจากความร้อนมากเท่าไร การสังเคราะห์คอลลาเจนใหม่ก็จะมากขึ้นเท่านั้น ในอนาคต เลเซอร์สำหรับการบดที่ดูดซับน้ำและคอลลาเจนได้ดีอาจนำมาใช้ในทางคลินิกได้

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]