الفيزياء الحيوية لليزر لإعادة تسطيح الوجه بالليزر

يتيح مفهوم التحليل الضوئي الحراري الانتقائي للجراح اختيار طول موجة الليزر الذي يمتصه الجزء المستهدف من النسيج - كروموفور النسيج - بأقصى قدر. الكروموفور الرئيسي في ليزر ثاني أكسيد الكربون والإربيوم:YAG هو الماء. يمكن رسم منحنى يعكس امتصاص طاقة الليزر بواسطة الماء أو كروموفورات أخرى بأطوال موجية مختلفة. من الضروري تذكر الكروموفورات الأخرى التي يمكنها امتصاص موجة بهذا الطول. على سبيل المثال، عند طول موجة 532 نانومتر، يمتص الأوكسي هيموغلوبين والميلانين طاقة الليزر. عند اختيار الليزر، من الضروري مراعاة إمكانية الامتصاص التنافسي. قد يكون التأثير الإضافي للكروموفور التنافسي مرغوبًا فيه أو غير مرغوب فيه.

في أجهزة الليزر الحديثة المستخدمة لإزالة الشعر، يكون الميلانين هو الصبغي المستهدف. يمكن للهيموغلوبين، وهو صبغي منافس، امتصاص هذه الموجات. كما يمكن أن يؤدي امتصاص الهيموغلوبين إلى تلف الأوعية الدموية التي تغذي بصيلات الشعر، وهو أمر غير مرغوب فيه.

تتكون البشرة من 90% ماء. لذلك، يُعدّ الماء الكروموفور الرئيسي في ليزرات تجديد سطح الجلد الحديثة. أثناء تجديد سطح الجلد بالليزر، يمتص الماء داخل الخلايا طاقة الليزر، فيغلي فورًا ويتبخر. تُحدد كمية الطاقة التي ينقلها الليزر إلى الأنسجة ومدة هذا النقل حجم الأنسجة المتبخرة. عند تجديد سطح الجلد، من الضروري تبخير الكروموفور الرئيسي (الماء)، مع نقل كمية ضئيلة من الطاقة إلى الكولاجين المحيط والهياكل الأخرى. يتميز الكولاجين من النوع الأول بحساسية عالية للحرارة، حيث يتحلل عند درجات حرارة تتراوح بين +60 و+70 درجة مئوية. قد يؤدي التلف الحراري المفرط للكولاجين إلى ندبات غير مرغوب فيها.

كثافة طاقة الليزر هي كمية الطاقة (بالجول) المطبقة على سطح الأنسجة (بالسنتيمتر المربع). لذلك، يتم التعبير عن كثافة الطاقة بوحدة جول/سم². بالنسبة لليزر ثاني أكسيد الكربون، فإن الطاقة الحرجة للتغلب على حاجز استئصال الأنسجة هي 0.04 جول/سم². لتجديد سطح الجلد، عادةً ما يتم استخدام ليزرات بطاقة 250 مللي جول لكل نبضة وحجم بقعة 3 مم. تبرد الأنسجة بين النبضات. وقت الاسترخاء الحراري هو الوقت اللازم لتبريد الأنسجة تمامًا بين النبضات. يستخدم تجديد سطح الليزر طاقات عالية جدًا لتبخير الأنسجة المستهدفة على الفور تقريبًا. يسمح هذا بأن تكون النبضة قصيرة جدًا (1000 ميكروثانية). وبالتالي، يتم تقليل توصيل الحرارة غير المرغوب فيه إلى الأنسجة المجاورة. تأخذ القدرة النوعية، التي تُقاس عادةً بالواط (W)، في الاعتبار كثافة الطاقة المتكاملة ومدة النبضة ومساحة المنطقة المعالجة. هناك اعتقاد خاطئ شائع مفاده أن كثافة الطاقة المنخفضة وكثافة الطاقة تقلل من خطر التندب، بينما في الواقع، تؤدي الطاقة المنخفضة إلى غليان الماء بشكل أبطأ، مما يتسبب في المزيد من الضرر الحراري.

يكشف الفحص النسيجي للخزعات المأخوذة مباشرةً بعد تجديد سطح الجلد بالليزر عن منطقة تبخر واستئصال للأنسجة، مع وجود منطقة قاعدية من النخر الحراري أسفل النسيج. يمتص الماء في البشرة طاقة المرور الأول. بمجرد وصولها إلى الأدمة، حيث يوجد ماء أقل لامتصاص طاقة الليزر، يتسبب انتقال الحرارة في إصابة حرارية أكبر مع كل مرور لاحق. في الوضع المثالي، يؤدي عمق الاستئصال الأكبر مع عدد أقل من التمريرات والإصابة الحرارية الأقل توصيلًا إلى تقليل خطر التندب. يكشف الفحص فوق البنيوي للأدمة الحليمية عن ألياف كولاجين أصغر مُرتبة في حزم كولاجين أكبر. بعد تجديد سطح الجلد بالليزر، ومع إنتاج الكولاجين في الأدمة الحليمية، تتراكم الجزيئات المرتبطة بشفاء الجروح، مثل جليكوبروتين تيناسين.

تستطيع ليزرات الإربيوم الحديثة إصدار شعاعين في آنٍ واحد. ومع ذلك، فإن شعاعًا واحدًا في وضع التخثر قد يزيد من تلف الأنسجة المحيطة. يُسبب هذا النوع من الليزر تلفًا حراريًا أكبر نظرًا لطول مدة النبضة، وبالتالي بطء تسخين الأنسجة. في المقابل، قد تُسبب الطاقة الزائدة تبخرًا أعمق من اللازم. تُتلف ليزرات الإربيوم الحديثة الكولاجين بالحرارة المتولدة أثناء الطحن. كلما زاد التلف الحراري، زاد تكوين الكولاجين الجديد. في المستقبل، قد تُستخدم ليزرات الطحن التي تمتص الماء والكولاجين جيدًا في التطبيقات السريرية.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]