БОРИС ЕРЕМЕЕВ, к.ф-м.н. Клиника лазерной медицины, Москва
КАРЕН КАЛАЙДЖЯН, к.ф-м.н. 000 «Лазертек», Москва
Cutaneous resurfacing with a new generation of the carbon dioxide and erbium lasers is a popular treatment in facial rhytide, photodamage, and scarring. These lasers vaporize a small amount of the tissue to leave minimal residual thermal damage. The proper use of the resurfacing lasers is largely due to the insight into the principles of the lasers-tissue interactions and their clinical and histological effects. The depth of the skin damage upon laser skin resurfacing depends on the laser’s physical characteristics. The CO2 laser procedure is accompanied with a deeper damage of the derma, which may aggravate the risk of complications. The erbium laser gives a more superficial thermal effect and is therefore safer. The depth of the effect upon the erbium laser resurfacing may be insufficient for deep wrinkles to be eliminated. The result of the laser skin resurfacing is determined by the proper choice of equipment and its working characteristics as well as by the preoperative and postoperative care of patients. Adequate selection of patients and their education are important factors for the successful outcome.
Введение, или Легко ли менять кожу?
Пластическая операция считается самым верным способом избавления от морщин. Однако исход омолаживающих процедур не всегда оправдывает надежды пациента. Почти все методики удаления морщин работают только рука об руку с природой, поэтому их эффективность напрямую зависит от восстановительного потенциала кожи. В настоящее время принято считать, что радикальное избавление от морщин с долговременным косметическим эффектом возможно лишь в тех случаях, когда появление морщин обусловлено не биологическим возрастом кожи, а различными внешними факторами.
С самого рождения и до глубокой старости кожа оберегает нас от агрессивного действия внешней среды, сама же испытывает его на себе в полной мере. И поэтому признаки старения, так огорчающие женщин, являются не только приметами времени, но и летописью сражений клеток кожи с различными внешними факторами. Согласно современным представлениям ранние морщины появляются главным образом из-за ультрафиолетового излучения. Ученые считают такое старение (фотостарение) совершенно самостоятельной формой старения, которая отличается по своим проявлениям от истинного старения (хроностарения). К основным признакам фотостарения относят кератоз (увеличение толщины рогового слоя), эластоз (накопление атипичных эластических волокон в межклеточном веществе дермы), пигментные нарушения (лентиго, или печеночные пятна), ангиоэкта-зии (сосудистые звездочки). 1 Причиной фотостарения является прямое УФ-индуцированное повреждение клеток эпидермиса, межклеточного вещества дермы, фибробластов, клеток Лангерганса, тучных клеток и меланоцитов. Помимо чисто эстетических проблем, фотостарение таит в себе угрозу для здоровья и жизни человека, так как поврежденные УФ-излучением клетки могут давать начало злокачественным опухолям, таким, как меланома. В связи с этим усилия многих исследователей направлены на поиск средств для предотвращения фотостарения (солнцезащитные средства, антиоксиданты) и для устранения его последствий.
Среди средств, используемых в настоящее время для борьбы с фотостарением, можно выделить антиоксиданты, которые противостоят окислительному стрессу в коже, и различные отшелушивающие агенты — ретиноевую кислоту, АНА-кислоты.2 В последнее время все большую популярность приобретают методики лечения фотостарения, при которых практически полностью удаляют эпидермис (глубокий пилинг). Такая процедура не только способствует обновлению и омоложению кожи, но и предупреждает злокачественные новообразования, так как потенциально опасные клетки удаляются вместе с эпидермисом.
Точный механизм разглаживания кожи, которое наблюдается после глубокого пилинга, остается неясным. Вероятно, определенную роль здесь играют разрастание соединительной ткани (фиброз) в ответ на повреждение и общая мобилизация регенеративных процессов в коже (активация ферментов, которые разрушают стареющий коллаген, усиление синтеза нового коллагена и гликозаминогликанов, усиленное деление клеток базального слоя эпидермиса). Не исключено, что причины исчезновения морщин при разных видах пилинга также разные. Исследователи единодушны лишь в одном — хороший результат возможен при любом виде глубокого пилинга, но любой вид глубокого пилинга связан с риском. Для лечения фотостарения кожи применяются химический пилинг высокими концентрациями АНА-кислот (до 70%), трихлоруксусной кислотой или производными фенола (резорцин), механическое удаление эпидермиса (дермабразия), а также комплексные методики, когда дермабразия сочетается с химическим пилингом. В последние годы все более популярной методикой обновления кожи становится лазерная шлифовка.3 Клинические исследования показывают, что при лазерной шлифовке кожи эффективно удаляются поверхностные морщины, происходит обновление эпидермиса и межклеточного вещества дермы, что приводит к устранению гиперкератоза и эластоза. Однако как врачей, проводящих лазерную шлифовку, так и их пациентов беспокоит возможность осложнений при данной процедуре — немедленных или отдаленных. Чтобы решить, насколько безопасна лазерная шлифовка и кому она показана, необходимо хорошо представлять себе механизм действия лазерного излучения на биологическую ткань, знать, что происходит в коже после проведения процедуры и от каких факторов зависит благоприятный исход операции.4
Лазерная шлифовка
Термин «лазерная шлифовка» лишь в слабой степени отражает сущность процедуры, которая в англоязычной литературе называется Laser Skin Resurfacing (сокращенно — LSR), т.е. обновление кожи с помощью лазера. В ее основе лежит феномен фотоабляции — почти мгновенное испарение (вапоризация) ткани под действием высоких температур. Чтобы абляция произошла, необходимо быстро разогреть ткань до нескольких сотен градусов. Если проследить тепловые эффекты лазерного излучения по возрастающей, то можно выделить следующие диапазоны:
- Фотобиологические эффекты (нагрев ткани до 40-45°).
- Коагуляция (60-80°).
- Высушивание (80-100°).
- Обугливание (более 150°).
- Абляция (свыше 300°).
В зависимости от назначения лазера параметры его работы подбираются таким образом, чтобы преобладал тот или иной тепловой эффект. Например, терапевтические лазеры работают в диапазоне фотобиологических эффектов, лазеры, применяющиеся для остановки кровотечения, — в диапазоне коагуляции, а лазерные скальпели — преимущественно в диапазоне абляции.
Лазерная шлифовка кожи имеет два важных преимущества перед другими видами глубокого пилинга:
- Удаление эпидермиса проводится бесконтактно, поэтому нет риска инфицирования. Более того, тепловое воздействие во время процедуры дополнительно дезинфицирует кожу.
- Исходя из физических характеристик используемой аппаратуры можно достаточно точно предсказать глубину шлифовки. Это позволяет унифицировать процедуру и тем самым сократить расходы на обучение специалистов.
Остановимся на последнем пункте более подробно. Световой луч одной и той же энергии, излучаемый различными видами лазеров, может слегка нагревать кожу, а может ее сжигать. Все зависит от степени поглощения данного излучения кожей. Один из основных законов взаимодействия света с веществом гласит, что переход световой энергии в тепловую происходит только при поглощении света. Представим вместо светового луча струю воды, которая падает на некую поверхность (рис. 1). Если поверхность не пропускает воду (аналог отражения света), то вода будет скатываться с нее, не проникая вглубь. Если поверхность пропускает воду, но не поглощает ее (пропускание света), вода будет свободно проходить сквозь нее. Чем лучше поверхность впитывает воду, тем больше она намокает и тем меньше воды (фотонов) пройдет в глубокие слои. При исключительно высокой поглощающей способности ткани вся вылитая на нее вода (или в случае поглощенного света — вся энергия излучения) сосредоточится в тонком верхнем слое. Чем сильнее поглощается излучение, тем меньше шансов у луча пройти в глубину ткани, тем большая часть световой энергии придется на поглощающий слой, следовательно, тем сильнее он нагреется. Каждое вещество имеет свой спектр поглощения, то есть излучение разных длин волн поглощается одним и тем же веществом в различной степени. Так как в коже содержится смесь самых различных веществ, практически любое излучение, попадающее на нее, в конце концов будет поглощено. Вопрос в том, насколько глубоко оно успеет проникнуть и какие структуры кожи поглотят его с наибольшей эффективностью.5
Для лазерной шлифовки используют СО2-лазеры (длина волны 10,6 мкм) и эрбиевые ИАГ-лазеры (29,4 мкм) (ИАГ-лазеры — лазеры на иттриево-гранатовом кристалле).
Такое излучение сильно поглощается водой, которая содержится в коже, поэтому глубина его проникновения в кожу невелика. Коэффициент поглощения в воде для СО2-лазера составляет 800 см-1, а для эрбиевого ИАГ-лазера — 12 000 см-1, то есть на порядок больше. Для кожи коэффициент поглощения излучения СО2 -лазера составляет 600 см-1, а для эрбиевого лазера -10 000 см-1. Вследствие такого сильного поглощения вся энергия излучения эрбиевого лазера сосредоточивается в тонком слое кожи толщиной около 1 мкм. Излучение СО2 -лазера проникает несколько глубже — до 20 мкм.
Рассмотрим возможные тепловые эффекты для этих двух типов лазера. Излучение попадает на поверхность кожи и поглощается в ее верхнем слое. Соответственно в более глубокие слои пройдет лишь незначительная часть излучения. В слое максимального поглощения (в пределах оптической глубины проникновения) тепловой эффект также будет максимальным (рис. 2).
При этом степень повышения температуры будет зависеть, во-первых, от энергии излучения, приходящейся на единицу площади, и, во-вторых, скорости выравнивания температур между нагретыми и холодными участками ткани.
Если в зоне максимального поглощения наблюдается эффект абляции, то в пограничной зоне (где температура понижается) возможны другие тепловые эффекты, такие, как обугливание, коагуляция или фотобиологическое действие. Чем сильнее теплоотвод, тем труднее поддерживать в зоне максимального поглощения необходимую высокую температуру и тем большая плотность энергии излучения требуется для нагрева ткани. Зону теплового повреждения, примыкающую к зоне абляции, называют зоной пограничного теплового повреждения (в английской терминологии — residual termal damage, RTD). Для того чтобы нагретый участок передал свое тепло окружающим тканям, требуется время, которое называют временем термальной релаксации (). Для слоя кожи толщиной 20 мкм (оптическая глубина проникновения для СО2-лазера) =1 мс, а для слоя толщиной 1 мкм (оптическая глубина проникновения излучения эрбиевого лазера) — 1 мкс. Если продолжительность лазерного импульса превышает , тепло распространяется за пределы области поглощения, и глубина пограничного теплового повреждения увеличивается (рис. 3).
Тепловые эффекты зависят от плотности энергии лазерного излучения. Для того чтобы произошла абляция, необходимо, чтобы плотность энергии излучения превышала некую пороговую величину. Для СО2-лазеров она составляет от 5 Дж/см2 (1 мс импульс) до 15 Дж/см2 (более длинные импульсы). Порог абляции эрбиевого лазера 1,5-1,7 Дж/см2 для импульса продолжительностью 100 мкс. Если плотность энергии не достигает порога абляции, то вместо вапоризации ткани будет происходить коагуляция, высушивание, а при длительном воздействии — даже обугливание.
Итак, в зависимости от продолжительности импульса и от плотности энергии излучения в области воздействия образуются зона абляции (в которой происходит испарение ткани), зона обугливания (ткань сжигается) и зона коагуляции. Соотношение глубины этих зон определяется физическими характеристиками используемых лазеров и практически не зависит от субъективных факторов (рис. 4). В случае эрбиевого лазера наблюдается преимущественно абляция части эпидермиса (глубина 1 мкм). При этом в зоне абляции происходит настолько быстрое испарение ткани, что тепло практически не успевает распространиться за ее пределы (рис. 5). Поэтому абляцию эрбиевым лазером иногда называют «холодной» абляцией. При проведении шлифовки СО2-лазером абляция невелика, и ткань преимущественно выжигается в слое толщиной 20 мкм. Зона теплового воздействия достигает 20-50 мкм в случае эрбиевого лазера и 100-250 мкм — для СО2-лазера.
daniel.ru publication — 15.11.2002