Лазерные технологии в косметологии

Исторический экскурс.

Давно известны целебные свойства солнечного света. В конце ХIХ века на смену лечения солнечным светом – гелиотерапии, пришло лечение светом — светотерапия. Значительно повысили эффективность лечения людей применение искусственных источников света, излучающих в ультрафиолетовой и красной областях спектра. В начале ХХ века велись активные исследования по изучению влияния разных диапазонов света на такие показатели жизнедеятельности человека как пульс, давление, частота сердечных сокращений, скорость ферментативных процессов. Вычислялись предельные дозы облучения, при которых стимулирующие процессы в биологических тканях (биостимуляция), сменялась биодепрессией, т.е. угнетением ферментативных процессов в тканях с их последующей деградацией.

Постоянно велись исследования в части создания источников света и изучению его свойств. Итак, вторая половина ХХ века ознаменовалась появлением лазера, принципиально нового источника электромагнитных волн оптического диапазона.

Лазер представляет собой  оптический квантовый генератор. LASER – сокращение от следующих английских терминов: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Усиление света в результате вынужденного излучения.

Принцип работы лазера.

В средах свет поглощается с преобразованием энергии в тепло,  рассеивается, или переизлучается. В рабочем теле лазера свет усиливается за счет внешнего источника энергии.

Первый твердотельный лазерный аппарат на монокристалле рубина был создан Т. Мейманом (США) в 1960г. В 1966г. Кумар Пател (США) создал первый лазер на углекислом газе (СО2) лазер. С этого времени началось применение лазеров в медицине, впервые в хирургической практике.

В косметологии был применен оптико-механический дефлектор (сканер). Появилась возможность проводить лазерную шлифовку тканей, которую первые провел Р. Фицпатрик (США) в 1996г. Шкала фототипов кожи была создана им на основании реакции пигментации кожи в ответ на воздействие СО2 лазера.

В 1981г. Р. Андерсоном и Д. Паришем. был открыт селективный фототермолиз, явление, основанное на избирательном поглощении различными тканями лазерного излучения определенной длины волны.

Данный принцип лег в основу создания лазера для устранения сосудистых образований и нежелательных волос.

Свойства лазерного луча: 

1. Монохроматичность — излучение одной определенной частоты или длины волны, т.е. все фотоны имеют одинаковую длину волны, частоту и энергию. Излучение находится в очень узком диапазоне спектра;
2. Высокая степень коллимации — однонаправленный луч с очень маленькой дивергенцией, когда все лечи в пучке  почти параллельны друг другу. На большом расстоянии лазерный луч незначительно увеличивается в диаметре, благодаря чему в фокусе лазерного луча можно сконцентрировать большую энергию;
3. Когерентность (от лат. Cohaerens — находящийся в связи, связанный), когда все фотоны находятся в одной фазе. Колебательные волновые процессы протекают согласованно во времени и пространстве, это свойство определяет их способность при сложении взаимно усиливать друг друга.

Основы физики лазеров 

Согласно планетарной модели Э.Резерфорда, атомы представлены как квантовые, механические системы, состоящие из ядра и вращающихся  вокруг электронов, занимающих строго определенное энергетическое положение. Переход из одного энергетического состояния в другое осуществляется скачком, при этом могут происходить следующие процессы:

1. Поглощение света. Атом находится в основном энергетическом, наиболее выгодном, а поэтому стабильном состоянии.

При наличии светового потока один из электронов с энергией Е1 может поглотить пролетающий фотон (hv) и перейти на более удаленную от ядра энергетическую орбиту за счет дополнительно поглощенной энергии. Это и есть акт поглощения света веществом. (а).

Атом перейдет в электронно-возбужденное состояние с энергией Е2. В квантовой электронике число атомов, обладающей данной энергией называют заселенностью уровня.

Атом не может постоянно находиться в возбужденном состоянии, он старается перейти в основное, энергетически более стабильное, отдавая в окружающую среду полученную ранее энергию, в виде фотона.

Произойдет акт спонтанного испускания (б), а электрон перейдет на ближайшую к ядру орбиту Е1.

При третьем типе взаимодействия (в) атом исходно находится в электронно-возбужденном состоянии после поглощения фотона. Попадая под действие световой волны, фотоны обладают энергией, равной разнице энергий данного атома в возбужденном и невозбужденном состоянии (hv=E2-E1). Атом может перейти в основное состояние, испустив фотон, который по всем параметрам (частота, импульс, направление движения и др.) будет идентичен фотону, который стимулировал переход.

Этот процесс называется вынужденным испусканием, а поток фотонов при этом усиливается. Следовательно, произойдет усиление световой волны в результате вынужденного излучения. Однако,  вероятность поглощения фотона атомом, находящемся на нижнем уровне, равна вероятности того, что этот фотон вызовет вынужденное испускание в атоме, находящемся в возбужденном состоянии. Для усиления света необходимо, чтобы в среде (веществе) было превышение населенности верхнего энергетического уровня (Е2) над нижним (Е1). Другими словами нужно создать инверсную заселенность. Процесс её создания называется накачкой, а среда, в которой создана инверсная заселенность, называется активной.

В квантовом генераторе инверсная заселенность создается с помощью различных источников (способов) накачки: оптический — мощная лампа – вспышка, или другой лазер, газовый разряд, тепловой, химический,  и т.д.

Для того, чтобы активная среда излучала  когерентный, монохроматический свет нужно ввести положительную обратную связь т.е. часть излученной энергии направить в обратно в активную среду для осуществления генерации. Положительная обратная связь осуществляется при помощи оптических резонаторов, которые в простейшем варианте представляют собой два соосно и параллельно расположенных зеркала, одно из которых полупрозрачное —  так называемый, резонатор Фабри-Перро. Рабочее вещество находится между зеркал. Вынужденное излучение проходит сквозь активную среду, усиливается, отражается от зеркал и усиливается еще больше. Через полупрозрачное зеркало часть излучения выходит во внешнюю среду и используется по назначению, а остальная часть отражается обратно в среду и снова усиливается, так поддерживается устойчивая генерация монохроматического когерентного света.

По оптическому спектру излучения лазеры подразделяются на следующие: 

1. КТР лазеры — зеленые излучение (длина волны 532нм).
2. Лазеры на красителях — желтые (длина волны 511 — зеленая составляющая, 578-610нм).
3. Рубиновый — красное излучение (длина волны 694нм).
4. Александритовый — красное излучение (длина волны 755нм).
5. Диодные инфракрасное ближнее излучение (810, 940, 980, 1450нм.)
6. Неодимовые: инфракрасное ближнее (1064нм.)
7. Эрбиевые  (2940нм.)
8. Углекислотные СО2 (10600нм.)

 Рисунок 1 Типы лазеров по спектру излучения и составу рабочей среды

Возможные варианты взаимодействия лазерного излучения и ткани.

1. Лазерный свет может отразиться от поверхности ткани. В этом случае с самой биологической тканью ничего не произойдет;

2. Лазерный снег может пройти сквозь вещество. Когда это происходит, лазерный свет не меняет своего направления;

З. Лазерный свет может рассеиваться при вхождении в ткань. Когда это происходит, теряются свойства когерентности и коллимированности, и энергия излучения распределяется в окружающих тканях с потерей плотности мощности света;

4. Лазерный свет может быть поглощен веществом. При поглощении лазерного света хромофорами эпидермиса происходит преобразование световой энергии в тепловую энергию.

5. Лазерный свет может вызвать нелинейные процессы. Происходит оптико-механическое преобразование энергии, режимы модулированной добротности  (Q-switched Ultrapulse.)

Назначение низкоинтенсивных лазеров.

В основе их действия лежат фотобиологические эффекты, которые вызывают определенные биологические и физиологические реакции.

1. Активация метаболизма клеток и повышение их функциональной активности;
2. Стимуляция репаративных процессов;
3. Противовоспалительное действие;
4. Активизация микроциркуляции крови и повышение уровня трофического обеспечения тканей;
5. Анальгезирующее действие;
6. Иммуностимулирующее действие;
7. Рефлексогенное действие на функциональную активность различных органов и систем

Таблица 1

Основные изменения биоткани при локальном лазерном нагреве

Показания

1. Доброкачественные образования кожи (бородавки, папилломы, кондиломы, пиогенные гранулемы, невусы, сенильные и себорейные кератозы, фиброэпителиомы, ксантелазмы, ринофима и т.д.);
2. Базально- и  плоскоклеточные формы рака кожи и слизистых оболочек при размерах опухоли не более  0,5 см. в стадииT1N0M0;
3. Коррекция вросшего ногтя, коагуляция кровоточащего сосуда;
4. Рубцовые деформации кожи различной этиологии (после угревой болезни и оспы, ожогов, травм, операций);
5. Импрегнации — проникновения в кожу различных инородных частиц: пороха, пепла, угля, асфальта.

Противопоказания 

Абсолютных противопоказаний для использования лазера нет.

Относительные противопоказания:

1. Беременность, период лактации;
2. Лихорадочное состояние;
3. Заболевания нервной системы с резко повышенной возбудимостью;
4. Новообразования невыясненной этиологии (до выяснения диагноза);
5. Склонность к гипертрофической регенерации и дисхромиям кожи;
6. Острая проявления на коже пациента вирусной или бактериальная инфекция;
7. Аллергические заболевания кожи, наличие декомпенсированной формы сахарного диабета. 

Удаление доброкачественных новообразований. 

В зависимости от распространенности и локализации доброкачественной опухоли рекомендуется выполнять следующие виды оперативных вмешательств:

Лазерная фотокоагуляция.

Показанием к данному виду лечения являются опухоли диаметром до 1 см., если они локализуются на лице и шее,  опухоли диаметром не более 2,5 см. на других участках тела. Лазерная фотокоагуляция  показана также при расположении доброкачественных опухолей на нижнем,  или верхнем крае крыла носа, на кончике носа, на кожной части входа в полость носа, на внутренней поверхности ушных раковин, в области нижних и верхних век, в области анального канала, или других труднодоступных для применения скальпеля участках, а также в тех случаях, когда операции с применением скальпеля могут привести к деформации органа или плохому косметическому результату.

Техника проведения процедуры лазерной фотокоагуляции.

Опухоль и подлежащие ткани дважды обрабатываются спиртом 96% и максимально инфильтрируются 0,5% раствором новокаина или 2% раствором лидокаина. Это необходимо не только с целью анестезии,  и для создания защитного жидкостного барьера, предохраняющего окружающие ткани от температурного воздействия лазерного луча. Вапоризацию (испарение) опухоли начинают от периферии, захватывая при этом ободок здоровой ткани до 1 мм. Совершая концентрические движения, ведут лазерный луч к центру. Лазерную фотокоагуляцию целесообразно проводить сфокусированным лучом, диаметром 0,5 мм: режим излучения непрерывный, мощность -3-5 Вт. Плотность мощности -0,25-1,0х10³ Вт/см². Вариации мощности зависят от локализации опухоли, так как толщина кожного покрова на различных участках различна. Увеличение мощности более 10 Вт при испарении нежелательно, так как при этом трудно контролировать глубину проникновения лазерного луча, и формирование зоны коагуляционного некроза, что может неблагоприятно отразится на косметическом результате лечения. Фотокоагуляцию доброкачественных опухолей, во избежание рецидива, необходимо осуществлять до исчезновения в ране обугленных участков, образующихся при сгорании плотных соединительно-тканных составляющих опухоли, которые могут распространиться в подкожно-жировую клетчатку. После операции рана обрабатывается 3% раствором перманганата калия без наложения повязки.

Послеоперационное ведение ран после воздействия СО2-лазером (размерами до 10 мм) имеет некоторые особенности и может быть различным.

Например, поверхностные раны (эпидермальные), образующиеся после лазерной эксцизии различных видов гиперкератоза, ксантелазм, целесообразно обрабатывать насыщенным раствором KMnO₄3% (тёмно-свекольного цвета) ежедневно от 2 до 5 раз. Перед первым нанесением раствора KMnO₄целесообразно лазерный струп обработать и очистить 3% раствором перекиси водорода или раствором фурацилина (1:5000), 0,05% водным раствором хлоргексидина или другим нейтральным антисептическим раствором для удаления карбонизированных частиц ткани. Раны, имеющие контакт с одеждой, или локализованные на кистях рук, следует заклеивать микропористым бактерицидным лейкопластырем или стерильной салфеткой на липком бинте, в зависимости от размеров удаляемого образования.

Струп, как правило, отторгается на 5 – 9 день при удалении мелких или эпидермально расположенных образований, открывая ярко-розовый эпителизированный рубчик, который обесцвечивается и выравнивается в течение 1 – 2 месяцев.

Дефекты кожи после удаления лазером дермальных и субдермальных образований после отхождения корочек  имеют слегка вогнутую (лункообразную) форму. В течение 1 – 2 месяцев ярко-розовый цвет рубца переходит в бледно-розовый, а, затем, обычно через 3 – 4 месяца, депигментируется. Специфические особенности имеет ведение ран после удаления крупных образований, диаметром 5 – 10 мм. и более, общим объёмом дефекта ткани 0,5 – 1,0 см³ и более (келоидные рубцы, крупные невусы и др.). Дефект, не следует обрабатывать KMnO₄во избежание скапливания сукровичной массы под карбонизированной корочкой, образованию которой способствует обработка насыщенным раствором KMnO₄. Нарушение свободного оттока раневой лимфы влечёт за собой её инфицирование, развитие отёка и воспаления, гнойное расплавление здоровых тканей, увеличение размеров постраневого дефекта и сроков эпителизации более, чем в 2 раза. Указанные процессы способствуют образованию гипертрофических и келоидных рубцов.

При обработки больших (по глубине и объёму) дефектов хороший эффект обеспечивают применение 10% метилурациловой мази, мази – «Дермазин», «Солкосерил», «Депантенол».

Мази мы наносили на рану после обработки её 3% раствором перекиси водорода для тщательного удаления некротических коагуляционных масс, особенно, в первые три дня после операции (в фазу раневой гидратации). Смены повязки и обработку лучше осуществлять 2 – 3 раза в день.

Лункообразная форма переходит в ровную поверхность спустя 4 – 5 недель после отторжения корочек. При значительных субдермальных дефектах обычно остаётся незначительно выраженный дефект (минус ткань), значительно реже возникает гипертрофичный рубец. В проблемных зонах есть вероятность образования келоидного рубца.

Лазерное иссечение с ушиванием краев раны.

Показанием к этому виду оперативного лечения являются опухоли диаметром более 1 см. в диаметре, если они локализуются на лице и более 2,5 см. в диаметре при локализации на других участках тела. В основном эти оперативные вмешательства производятся под местной анестезией  0,25 – 1% раствором тримекаина или новокаина.

Рекомендуется проводить предоперационную разметку на коже границ удаляемых тканей специальным маркером.

Удаляемый участок с патологическим очагом после надсечения дермы скальпелем берется на держалки и проводят иссечение опухоли  с помощью сфокусированного лазерного луча диаметр светового пятна, режим импульсно периодический, мощность -5-7 Вт., длительность импульса – 0,05с., пауза между импульсами 0,1с.; плотность энергии составит -7-8Дж/мм² . Во время отсепаровки опухоли лазерным лучом мелкие кровеносные сосуды завариваются. Рана ушивается узловыми швами синтетической монофильной нитью на атравматичной игле (4/0-6/0). Швы на коже обычно снимаются на 7-8 сутки, на лице на -3-5 сутки.

Возможные осложнения при использовании медицинской технологии и способы их устранения

1. Эритема;
2. Гипопигментация;
3. Гиперпигментация;
4. Рубцовые деформации кожи;
5. Некроз;
6. Контактный дерматит;
7. Пролиферация невусов. 

Патология сосудов

В настоящее время патология сосудов является одной из основных причин обращения пациентов к косметологу. Считается, что ей страдает около 30% практически здорового населения. По разным данным ежегодно рождаются с сосудистой патологией до 40 000детей

Сосудистые невусы (ангиома, гемангиома) встречаются часто в грудном и детском возрасте. Клинически они проявляются в виде плоских, узловатых или опухолевидных образований, видимых при рождении или проявляющихся позже. Сосудистые опухоли составляют 22% среди всех доброкач. опухолей.

Гемангиомы бывают: 1. капиллярные, 2. артериальные, 3. артерио-венозные. ,4. кавернозные. 5 плоские.

Кроме врожденной патологии очень часто  к косметологу пациентов приводят ТАЭ Телеангиэктазия (ТАЭ) — один из наиболее часто встречающихся косметических дефектов кожи. Этим термином обозначают расширенные сосуды капиллярной петли кожи диаметром до 1 мм. Расширению подвержены в равной степени как артериальная, так и венозная часть петли. ТАЭ артериального русла имеют ярко-красный цвет, их диаметр не превышает 0,1 мм. Преимущественная локализация — лицо и шея. Сосудистые эктазии венозной системы имеют синюшный цвет, часто возвышаются над поверхностью кожи, их диаметр достигает 1 мм [I]. Локализуются они, как правило, в области нижних конечностей. По внешнему виду ТАЭ разделяются на линейные, звездчатые («сосудистые звездочки»), древовидные и точечные. Эта классификация основана на клинических наблюдениях.

Практически у всех пациентов с ТАЭ прослеживается генетическая предрасположенность. Основными эндогенными факторами, способствующими возникновению эктазий, являются заболевания печени, нарушения венозного оттока, липофиброзная дистрофия подкожной жировой клетчатки, нарушения свертывающей системы крови. Экзогенные факторы — чрезмерная инсоляция, обморожения кожи, употребление стероидных гормонов, воздействие лучевой терапии, хирургическая травма, глубокий пилинг кожи лица.

Основной проблемой, встающей на пути применения лазера для лечения сосудистых поражений, является необходимость сохранения целостности покрывающей их ткани. Иными словами, нужно чтобы свет проник в кожу и разрушил патологические сосудистые образования, оставив при этом целым и невредимым эпидермис. такое явление называется селективный фототермолиз, это теоретическая основа  лечения сосудистых патологий кожи. Фототермолиз был открыт в 1981г. Р. Андерсоном и Д. Паришем.

Необходимо использовать лазер с такими параметрами, которые обеспечат максимальную селективность его воздействия на сосуд. Для достижения этого нужно четко представлять себе, что это за сосуд? На какой глубине он пролегает? Каков его калибр? Какова толщина его стенки? Что играет роль хромофора?

4 типа сосудистых мишеней, различающихся по своим характеристикам.

Тип 1: наиболее близкие к поверхности кожи сосуды, очень маленького калибра, менее 0,20 мм в диаметре. Стенки таких сосудов имеют мнимые размеры. Эти сосуды дают о себе знать при эритрозе  (розацеа, покраснение кожи, чаще в области лица) и при некоторых видах сыпи;

Тип 2: сосуды калибром больше, от 0,20 до 0,30 мм в диаметре. Стенки их тоже очень тонкие. Поражение таких сосудов проявляется в куперозе,  в образовании мелких поверхностных сосудистых звездочек, как правило красных и как правило на ногах;

Тип 3: обнаруживаются глубоко в дерме (на глубине чуть больше или чуть меньше 1 мм), их поражение приводит к образованию дермальных язв. Калибр — от 0,40 до 1 мм, а стенки их толще. С ними связана большая часть варикозных поражений голеней;

Тип 4: в эту группу входят сосуды, пронизывающие область дермо-гиподермального контакта (глубина 1,5 — 2 мм). Сосуды этого калибра имеют диаметр от 1 мм до 1 см. По сравнению с сосудами дермы они имеют хорошо развитые стенки, с очень толстой мышечной оболочкой. Очень часто они образуют так называемую варикозную сеть.

Лазерная эпиляция – это способ устранения нежелательных волос на лице и теле методом селективного фототермолиза. Метод прост, позволяет проводить прицельное воздействие, так как излучение проникает точно в цель, оставляя интактными все другие структуры кожи. При корректном выборе вида аппарата, параметров воздействия, сроков эпиляции с учетом фототипа кожи пациента лазерная эпиляция всегда приводит к успеху. Метод лазерной эпиляции используется недавно. Он пришел на смену электроэпиляции, более 100 лет удерживавшей лидирующее положение. Анализ опыта работы позволяет дать рекомендаии, которые помогут избежать ошибок и неудач при проведении лазерной эпиляции. Главные достоинства лазерной эпиляции:

1.Бескровность: нет необходимости травмировать ткани иглой, как в случае электроэпиляции;2.Безопасность: при нарушении целостности кожимы увеличиваем риск передачи множества инфекций. Неблагоприятная эпидемиологическая ситуация по СПИДу, герпесу, гепатиту и другим заболеваниям делает использование бесконтактных лазерных методов особенно актуальным. 3.Эффективность: сравнивая методы электро-, радио —  и лазерной эпиляции, можно со всей очевидностью констатировать возможность достижения более высоких результатов именно при лазерной эпиляции. Методы электро- и радиоэпиляции предполагают действия врача практически «вслепую»: невозможно визуально контролировать глубину воздействия и достижение уровня стволовых клеток. Тем более что на различных этапах анагенной фазы волосяные фолликулы располагаются на разной глубине. При лазерной эпиляции пациент защищен от возможных неудач, так как свет улавливается самой «клеткой-мишенью», и излучение поступает точно по назначению.

Таким образом, в представленном материале мы постарались рассказать о возможностях применения современных лазерных технологий в косметологии.

Материал предоставлен профессором кафедры дерматовенерологии КГМУ

Е.В. Файзуллиной

Литература:

1. Богданов С.Л. и др. Лазерная терапия в косметологии (Методические рекомендации). Санкт-Петербург, 1995.

2. Гейниц А.В., Данилин Н.А., Доронин В.А. Лазерная дермабразия при лечении дефектов кожи в амбулаторных условиях.- Экспериментальная и клиническая дерматокосметология.- М., 2003.- №1.- С.27-31.

3. Гейниц А.В., Доронон В.А. Дермабразия СО2-лазером эпидермально-дермальных дефектов, а также увядающей кожи в амбулаторных условиях.- М., 2004.- 92 с.

4. Данилов С.И., Ключарева С.В. Особенности течения и терапии послеоперационных «лазерных» ран. В сб. «Ш Международный форум по эстетической медицине», М., 2004.- С.169-170.

5. Карен К. Лазерное омоложение: обзор неабляционных технологий дермального ремоделирования.- М., 2001.- №1.- С.38-45.

6. Ключарева С.В. Лечение эпителиальных образований кожи лазерным медицинским аппаратом на парах меди «Яхрома-Мед».- СПб., 2004.- 51 с.

7. Ключарева С.В. Применение хирургических лазеров в лечении остроконечных кондилом. Методические рекомендации.- СПб.- 2009. – 36 с.

8. Alster T.S. Cutaneous resurfacing with CO2 and erbium: YAG lasers: preoperative, intraoperative, and postoperative considerations. Plast Reconsir Surg 1999 Feb., 103 (2):619-632, discussion 633-4.

9. Bernstein E.F., Andersen D., Zelickson B.D. Laser resurfacing for dermal photo aging. Clin Plast Surg 2000 Apr.27 (2).- P. 221 – 240.

10. Tracy M Baker. Lasers for Skin Resurfacing. Aesthetic Surgery Jornal 1999.- 19 (4). P.325-327.