Селективный фототермолиз

Селективный фототермолиз

Лазеры и устройства интенсивного импульсного света (Intense Pulsed Light, IPL) при воздействии на ткани передают им свою энергию. Однако ткани нашего тела состоят из различных структур, которые в разной степени реагируют на свет. Одни структуры его отражают, другие – преломляют, третьи – пропускают сквозь себя, четвертые – поглощают и нагреваются. 

Поглощающие свет структуры больше всего интересуют специалистов эстетической медицины, поскольку от степени нагрева данных структур во многом зависит эффект лазерных и IPL процедур. Избирательное поглощение света получило название «селективный фототермолиз».

Теория селективного фототермолиза

Данная теория была предложена в 1983 году Роксом Андерсоном и Джоном Перришем для объяснения работы лазеров, а в дальнейшем и IPL устройств. Основная идея заключается в том, что определенные длины волн могут поглощаться определенными «цветными» частями кожи, волос и тканей тела – они называются хромофорами. В то же время другие «бесцветные» части кожи, волос и тканей не поглощают указанные длины волн. 
В коже имеется три основных хромофора:

• Меланин – находится в волосяных фолликулах и эпидермисе. Интенсивно поглощает ультрафиолет (длины волн менее 400 нм) и видимый свет (400-760 нм). Почти не чувствителен к инфракрасной части спектра (более 900 нм). Воздействие на меланин позволяет удалять волосы и лечить пигментные поражения кожи, включая мелазму, лентиго, поствоспалительную пигментацию и др.
• Гемоглобин – присутствует в сосудах и максимально поглощает ультрафиолет спектра А (320-400 нм). Хорошо взаимодействует с видимым светом в желтом (577 нм) и фиолетовом (541 нм) диапазоне. Воздействие на гемоглобин позволяет справляться с различными сосудистыми патологиями, включая винные пятна, телеангиэктазии, капиллярные гемангиомы, розацеа и др.
• Вода – поглощает инфракрасное излучение (2500-10064 нм), зато практически не чувствительна к ультрафиолету. Воздействие на воду способствует омоложению кожи через опосредованное влияние на коллаген.

Лазеры и IPL устройства не используют длины волн ультрафиолетового диапазона, поскольку они могут негативно влиять на клеточную ДНК. Точный нагрев мишени с ограниченным повреждением соседних структур выполняется за счет продуманного выбора длины волны, длительности импульса и энергии излучения. На параметры воздействия также влияет время тепловой релаксации мишени.

Время тепловой релаксации

Это время, за которое температура целевого хромофора ткани снижается на 50%. Длительность лазерного и IPL импульса должна быть меньше времени тепловой релаксации (ВТР). В противном случае вся поглощенная мишенью энергия будет расходоваться на нагрев окружающих тканей, вызывая боль, ожог и постпроцедурные осложнения. 

Примеры времени тепловой релаксации:

• ВТР эпидермиса – 1-10 мс
• ВТР кровеносного сосуда – 1-50 мс
• ВТР меланосомы – 250-1000 нс (при диаметре 1,0 мкм)
• ВТР клеточной жидкости – 1000 нс 

Интересно, что в реальности все выглядит еще сложнее. Например, стволовые клетки волосяной луковицы не поглощают свет, поскольку его перехватывает меланин волосяного фолликула. Тогда как свет влияет на нужные нам структуры кожи, волос и тканей тела?

Расширенная теория селективного фототермолиза

На этот вопрос отвечает расширенная теория селективного фототермолиза, предложенная Альтшулером и соавторами в 2001 году. Согласно данной теории, тепло от нагреваемого хромофора распространяется до требуемых структур, вызывая в них различные изменения (фотобиомодуляцию, повреждение и др.)

Расширенная теория селективного фототермолиза учитывает пространственное разделение хромофора (например, стержня волоса) и мишени (например, стволовых клеток в зоне bulge). Она также вводит понятие времени теплового повреждения (ВТП). ВТП считается более длительным, чем время тепловой релаксации (ВТР).

Таким образом, время лазерного или IPL импульса должно быть достаточным для того, чтобы нагреваемый хромофор успел передать тепло целевым структурам и при этом не вызвал перегрев окружающих тканей. Все это учитывают современные лазеры и IPL аппараты от мировых производителей, позволяя врачам в каждом случае работать на безопасных и эффективных настройках.