Импульсный лазер на красителе (PDL — pulsed dye laser) представляет собой лазер, который излучает длину волны 585 или 595 нм в желтой полосе видимого света. Это один из первых лазеров, используемых в дерматологической практике, который генерировал короткую длину импульса и был изобретен в основном для лечения сосудистых патологий. За прошедшие годы технология развилась и современные аппараты PDL предлагают для выбора диапазон длительностей импульса, что даёт возможность проведения широкого спектра процедур на основании принципа селективного фототермолиза, который будет рассмотрен ниже. В настоящее время этот вид лазерной технологии успешно лечит длинный список состояний в дерматологической практике, которые будут отмечены в данной статье.
Лазеры развивались в течение последних пяти десятилетий, чтобы стать неотъемлемой частью большинства эстетических и дерматологических процедур. В настоящее время дерматологическая арена включает в себя множество лазеров, которые в широком масштабе могут быть отнесены к следующим категориям: сосудистая, специфически пигментная и омоложение (как абляционное, так и неабляционное). Лазер PDL был эволюционный продуктом, разработанным в течение последних четырех десятилетий, и изначально задуманным для лечения врожденных сосудистых патологий.[1] Начав с его раннего применения в лечении винных пятен и гемангиом, теперь лазер на красителе стал одним из ключевых инструментов как в косметологических, так и в медицинских лазерных процедурах.
Первый рабочий лазер был разработан в 1960 году T.Х. Мейманом с использованием рубинового кристалла для излучения фотонов света.[2] В том же десятилетии были изобретены и опробованы в медицине многие другие лазеры, и в 1963 году врач дерматолог Леон Голдман использовал первые лазеры в своей лечебной практике. Это были лазеры на рубине, аргоне и диоксиде углерода с непрерывным излучением.[3] В 1981 году сотрудничество компании Candela (США) с Джоном Пэрришем — тогда председателем дерматологии в Гарвардском университете – привело к созданию первого работающего дерматологического лазера (SPTL-1) – лазера ламповой накачки на органическом красителе.[4] Рабочей средой, используемой в лазере ламповой накачки, был флуоресцентный краситель, который расположен в прозрачной камере и питается от импульсной лампы, излучая длину волны 577 нм.[4] Дальнейшие исследования привели к открытию новой длины волны — 585 нм вместо 577 нм, которую позже сменила длина волны 595 нм, используемая до сих пор на самом популярном в мире PDL лазере Vbeam (Candela).[5] Исследования показали, что сдвигая длину волны с 577 нм до 585 нм, а в конечном итоге до 595 нм, достигается предпочтительная глубина проникновения, хотя и за счёт требования незначительно более высоких плотностей энергии.[6] Было рассмотрено и использовано несколько красителей, таких, как флуоресцеин, кумарин, стильбен, тетрацен и умбеллиферон.[7] В настоящее время большинство PDL лазеров используют родамин благодаря его эффективности и относительно длительного срока службы.
Термин «лазер» является аббревиатурой «Light Amplification of Stimulated Emission of Radiation» (усиление света вынужденным излучением) и основывается на концепции стимуляции электрона, в результате чего происходит выделение энергии.[8] Конечным результатом взаимодействия света и ткани, так или иначе, становится биологическая реакция. Эту реакцию в целом можно разделить на тепловую, химическую и механическую (акустическую).[8] Подводя очень упрощенный итог: тепловые эффекты зависят от тепла, которое вырабатывается с помощью лазерной энергии избирательным или неизбирательным целевым компонентом ткани. Фотохимические эффекты возникают из-за регулирования: усиления или ослабления определённых биологических процессов, возникающих вследствие взаимодействия света и ткани.[10] Этот фотохимический эффект может потребовать добавления фотосенсибилизатора (местного лекарства), явление, называемое фотодинамическая терапия. И, наконец, фотомеханические эффекты возникают в основном из-за акустического воздействия на ткань (хотя связанные с лазерной энергией тепловые эффекты играют определенную роль). Это вызвано сочетанием коротких быстрых импульсов и быстрым пиком энергии, которая вырабатывается в тканях, например в случае пикосекундных лазеров.
PDL — это сосудистый лазер, который в качестве цели (хромофора) использует гемоглобин, присутствующий в красных кровяных клетках, циркулирующих в кровеносных сосудах, и действующий, преимущественно, через фототермические эффекты. Гемоглобин демонстрирует пики поглощения в синей, зеленой и желтой полосах (414, 542 и 577 нм), а также пик в ближней инфракрасной области электромагнитного спектра (от 700 до 1100 нм).[10] Важно отметить, что эти пики относятся в основном к окисленной форме гемоглобина — так называемому оксигемоглобину.[10] Другие формы гемоглобина, такие как дезоксигемоглобин и метгемоглобин, имеют другие спектры поглощения и это будет обсуждаться позже в данной статье.
Современные лазерные системы, используемые при лечении сосудистых патологий, излучают длины волн около этих пиков, [11] однако глубина проникновения здесь тоже важна. Например, 414 нм имеет поверхностную глубину проникновения, следовательно, в клинической практике при лечении сосудов она не используется. Зеленый свет, излучаемый на длине волны 532 нм, уже используется в клинической практике (титанил фосфат калия «КТП»)[12], хотя обладает несколько меньшей глубиной проникновения по сравнению с PDL (585-595 нм). 595 нм проникает глубже, чем 585 нм, но требует большей плотности из-за относительно низкого поглощения по сравнению с 585 нм. Поэтому важно, что при переключении между этими двумя длинами волн должна иметь место регулировка плотности энергии для учёта увеличенного поглощения, требуемого при длине волны 595 нм по сравнению с 585 нм. Длинноимпульсный Nd: YAG лазер (1064 нм) используется для глубоких сосудов (преимущественно на ногах или больших синих сосудов на лице) благодаря выгодной глубине проникновения по сравнению как с КТР, так и с PDL лазерами.[8] Но энергия волны 1064 нм Nd:YAG лазера поглощается почти в десять раз хуже, чем энергия лазера на красителе с длиной волны 595 нм, следовательно, требуются более высокие плотности энергии.
В клинической практике это означает, что энергия импульсного лазера будет поглощаться циркулирующим гемоглобином в сосудах, который преобразует эту энергию в тепло, передаваемое стенке сосуда и приводящее к нагреванию вплоть до эндотелиальной стенки сосуда. На самом деле эндотелиальная стенка является конечной ‘целью’ PDL лазеров при лечении сосудов. Как было кратко описано выше, фототермальный эффект лазера может быть селективным либо не селективным. В селективном случае разрушение выбранной цели (в данном случае сосуда) должно происходить без какого-либо сопутствующего ущерба окружающей ткани. Для того, чтобы достичь этого, длительность импульса здесь играет важную роль и основана на так называемой теории «селективного фототермолиза», основанной Андерсон и Пэрришем совместно с компанией Candela, которая произвела революцию в современном использовании лазеров в дерматологии и эстетической медицине.[13] Примером не селективного фототермального эффекта лазеров является использование углекислотных лазеров, которые будут подвергать абляции ткани и вызвать неселективный нагрев.
Одной из основных трудностей для начинающих практикующих лазерных специалистов является определение правильных параметров для лечения при использовании любой модели лазера. Выбранные параметры имеют большое значение для максимизации клинического эффекта, а также сведения к минимуму побочного эффекта.
Существует три ключевых компонента выбора: размер пятна, длительность импульса и плотность энергии. Размер пятна имеет значение как для зоны покрытия, так и для глубины проникновения. Меньший размер пятна будет иметь большее рассеивание света и меньшую глубину проникновения по сравнению с большим размером пятна для данной плотности энергии. При лечении сосудов это важно, так как выбранный размер пятна должен коррелировать с глубиной сосуда.
Выбор длительности импульса соотносится с временем тепловой релаксации объекта, который основан на теории селективного фототермолиза.[13] Это означает, что сосуд малого диаметра будет остывать быстрее, чем сосуд большого диаметра, следовательно, время тепловой релаксации первого короче и, следовательно, требуется более короткая длительность импульса.
Плотность энергии определяется общим количеством энергии, измеренной в джоулях на квадратный сантиметр и диктует общее количество тепловой энергии, данной в выбранной длительности импульса. Заданная биологическая цель, например, гемоглобин — требует определенного количества «энергии», чтобы пройти биологическое изменение структуры или функции, имеющей, как следствие, биологический эффект на ткани.
Проще говоря, низкая плотность энергии, доставляемая в течение относительно длительного импульса, может не ограничиваться и создавать биологически важное повышение температуры в цели, чтобы достичь желаемого эффекта, ведущего к необратимой коагуляции и удалению целевого сосуда. Сосудам для коагуляции необходима температура около 70 градусов по Цельсию. С другой стороны, высокая плотность при малой длительности импульса может привести к нежелательному повышению температуры в цели, приводящему к побочному эффекту. Выбранная плотность энергии по критериям часто достигается за счет сочетания факторов, включающих взаимодействие света и ткани, лазерную физику и опыт по результатам клинических условий или исследований.
В заключение, охлаждение имеет важное значение при использовании лазера на красителе, так как находящийся в эпидермисе меланин является сопутствующим пигментом, который может поглощать излучаемую энергию (поглощение меланином происходит по нисходящей кривой приблизительно от 300 до 1100 нм) и это позволит свести к минимуму любые эпидермальные травмы, такие как образование корки, вздутий, пост-воспалительной гиперпигментации и т.д.[14]
Охлаждение эпидермиса может достигается за счет холодного воздуха, контактного охлаждения или охлаждения распылением криогена. Динамическое охлаждающее устройство (DCD) является тщательно разработанной технологией, позволяющей проводить ограниченное преимущественно эпидермисом всеобъемлющее охлаждение с использованием распыления тетрафторэтана, за которым следует период задержки перед воздействием лазера на кожу. Это позволяет всеобъемлюще охладить эпидермис без значительного охлаждения сосуда, которое может привести к его сужению с понижением циркуляции хромофора.[15] В настоящее время на рынке существует только один лазер на красителе с данной технологией DCD (VBeam, Candela).
Конечной целью в сосудистой лазерной терапии является повреждение стенки сосудов, ведущее к уничтожению сосуда с минимальным сопутствующим ущербом эпидермису или окружающим тканям. Хотя гемоглобин является хромофором или абсорбирующей целью PDL, радиальная диффузия генерируемого тепла, в конечном счете приведёт к целевому воздействию на стенку сосуда. Научные исследования показали, что сосудистая подкладка (эндотелий) должна быть достаточно нагрета до температуры около 65-70 градусов по Цельсию в течение по крайней мере одной миллисекунды (мс), чтобы вызвать изменение природных свойств структурных белков, приводящее к закрытию сосуда и его исчезновению.[16] Таким образом, в данном случае, выбранная врачом плотность и длительность импульса — это очень важные параметры. Слишком большое количество доставленного тепла может привести к побочному эффекту или быстрому повышению внутрисосудистой температуры, что ведёт к образованию пара и разрыву сосуда, клинически наблюдаемому как пурпура. Очень короткие длительности импульсов дополнительно приводят к фотомеханическому эффекту, и снова к разрыву сосуда и пурпуре.[17,18] Таким образом, удаление сосуда может быть достигнуто за счет фототермического (выбор плотности энергии и длительности импульса должны довести температуру эндотелия до примерно 65-70 градусов Цельсия на не менее чем одну мс) или фотомеханического (короткая длительность импульса с достаточной энергией, приводящей к разрыву сосуда) эффекта.
Сосуды имеют различные диаметры и, следовательно, требуемая «длительность» для нагрева, диффузии и достижения стенки сосуда является переменной величиной и называется “длиной термальной диффузии”.[19] Таким образом очевидно, что сосудам большего диаметра требуется больше времени для достижения рассеянным теплом стенки сосуда по сравнению с сосудом меньшего диаметра.
Клинически это находит свое отражение в выбранной длительности импульса. На практике это означает, что если выбранная плотность энергии слишком низка, происходит недостаточный нагрев эндотелия и не происходит закрытие сосуда. По моему опыту, большинство лиц, обращающихся за лечением сосудов и диффузной эритемы не желают иметь пурпуры и, следовательно, в этом случае необходимо оптимизировать эффект фототермической коагуляции сосуда вместо разрыва сосуда. Наложение импульсов или несколько проходов часто добавляют положительный эффект за счет ступенчатого подъема температуры формирования, ведущего к удалению сосуда, однако это должно быть выполнено с осторожностью.
Окисленный гемоглобин изменяется после лазерного импульса и превращается в метгемоглобин, который имеет более высокую способность к поглощению света, в частности, к длине волны 1064 нм Nd:YAG лазера.[20,21] Именно благодаря этому понятно, что наложение импульсов или несколько проходов работают более эффективно.[22]
Теперь должно быть ясно, что если используется режим работы с одиночным импульсом без пурпуры целью является оксигемоглобин, в то время как при наложении импульсов или нескольких проходах, метгемоглобин и сформированный сгусток в конечном счете становятся мишенями. Сосуды гетерогенны, с различными степенями глубин и диаметров, поэтому параметры должны быть соответствующим образом скорректированы. Сосуды размером менее 0,1 мм на лице часто невидимы и представлены диффузной эритемой. В таких случаях несколько проходов или режим с пурпурой, как правило, дают лучшие результаты, чем один проход без пурпуры. Сосуды от 0,1 до 0,4 мм на лице потребуют длительность импульса 6-10 мс, в то время как более крупные сосуды в диапазоне от 0,4 до 1,0 мм на лице потребует более длительный импульс, такой как 20-40 мс. Телеангиэктазия ног более 0,3 мм, как правило, залегает глубже, чем может проникнуть лазер на красителе и предпочтительно использовать Nd:YAG лазер с длиной волны 1064 нм, например, GentleYag Pro-U. Это происходит из-за глубокого профиля проникновения и относительной селективности в отношении гемоглобина по сравнению с водой, которая обильно содержится в дерме. В общем, голубые и пурпурные сосуды содержат больше крови (больший диаметр) и поэтому в них высоко содержание хромофора, который требует меньшей плотности энергии по сравнению с маленькими красными сосудами, которые содержат меньше хромофора и, следовательно, нуждаются в более высоких плотностях энергии для коагуляции.
Кроме того, вены ног, как правило, труднее поддаются лечению по сравнению с телеангиэктазией лица из-за их повышенного гидростатического давления, более толстых стенок сосуда, а также того факта, что они содержат меньше оксигемоглобина в качестве хромофора (особенно синие и фиолетовые сосуды).
Понимание и распознавание клинических признаков при лечении сосудов имеет важное значение для получения оптимальных результатов. К ним относятся: изменение цвета в сосуде (часто потемнение), расширение сосудов, низкий уровень заполнения (лёгкое сжатие сосуда не приводит к заполнению, которое указывает на коагуляцию сосуда) и исчезновение сосудов (часто с 1064 нм Nd:YAG). Эритема с последующим отеком является ожидаемой последующей реакцией. Приобретение серого оттенка или отбеливающий эффект являются угрожающими признаками и означают эпидермальные травмы с риском образования корок и / или вздутий, как следствие плотности энергии должна быть снижена .[24] Следует также отметить, что пурпура на конечностях, как правило, проходит медленнее по сравнению с лицом и часто приводит к поствоспалительной гиперпигментации. Таким образом, если не показано по состоянию, предпочтительно лечить сосуды лица в режиме без пурпуры.
Несмотря на повышенный спрос со стороны лиц, заинтересованных в лазерном лечении с отсутствием или минимальным периодом реабилитации (кровоподтеки в случае сосудистых процедур), есть определенные состояния, при которых оптимальное удаление часто достигается только с помощью лечения с пурпурой как клиническим конечным показателем.[25] Пурпура серо-стального цвета является нежелательной и подразумевает чрезмерную плотность энергии и может привести к фиброзу или повреждению эпидермиса. При таких состояниях первичная сосудистая патология такова, что разрыв сосуда часто является единственным эффективным способом максимизации клинической эффективности.
Эти условия включают в себя: винные пятна, гемангиомы, паукообразные ангиомы, вишневые ангиомы, бородавки, эритематозные растяжки и шрамы.[5] Последние два состояния, на мой взгляд, также можно рассматривать в режиме без пурпуры, так как часто возникает поствоспалительная гиперпигментация вследствие гемосидеринового окрашивания.
Телеангиэктазию лица можно лечить в режиме с пурпурой, как описано выше, или без пурпуры, часто с помощью наложения или в несколько проходов. Толстые сосуды, или с высоким “внутрисосудистым давлением”, такие, как на боковых поверхностях носа, требуют более высоких плотностей энергии и, как правило, лучше всего лечатся с пурпурой или в режиме наложения без пурпуры.
Хотя первоначально лазер на красителе предназначался для лечения врожденных сосудистых патологий, в настоящее время он успешно используется при многих клинических показаниях при этом с относительно низким уровнем возможных осложнений. Достижения в области современных технологий «микро импульсов» или так называемой “цепи импульсов”, когда отдельный импульс разбивается на шесть или восемь микро импульсов привели к преимуществу доставки полной плотности энергии в бережном режиме, не вызывая пурпуры.[26] Кроме того, эффективное охлаждения обеспечило большой запас эпидермальной защиты и безопасности. В результате чего лазер на красителе успешно применяется в лечении состояний за пределами его первоначальной сосудистой индикации без необходимости появления пурпуры в качестве конечного показателя. К ним относятся: воспалительные акне, кожный саркоидоз, дискоидная волчанка, псориаз, контагиозный моллюск, мелазма и гиперплазия сальных желез.[27] Точный механизм пока еще не совсем понятен, однако он представляется сочетанием нацеленности на микрососуды, дермального ремоделирования и противовоспалительного ответа, индуцированных лазером PDL. Исследования показали воспалительную реакцию в результате лечения с использование лазера на красителе с повышением регуляции тучных клеток, TGF-бета и других цитокинов.[28] Ответ вышеперечисленных состояний на воздействие PDL лазера, на мой взгляд, является переменной величиной, и как таковой, этот метод не должен быть первой линии терапии. Розацеа может лечиться в режиме без пурпуры но, тем не менее, требует большего количества сеансов по сравнению с режимом с пурпурой. Желаемым конечным показателем в режиме без пурпуры является «переходная пурпура» продолжительностью всего несколько секунд, которая, как правило, выступает надежным маркером адекватной коагуляции сосудов.
Относительно инновационное, успешное применение лазера на красителе Vbeam состоялось в лечении пурпуры после инъекции филлера. Первый доклад был опубликован несколько лет назад, но с тех пор появились многочисленные статьи об успешном применении этого метода.[29] По моему личному опыту, PDL лазер работает очень хорошо для этого показания после того, как отёк спал и часто после периода по крайней мере в 24 часа.
Механизм действия, как полагают, происходит вследствие усиленного устранения гемоглобина кровоизлияния, который выступает целью PDL лазера.[4] Моими типичными настройками в этом случае являются плотность энергии 6,0-7,0 Дж / см2 с длительностью импульса 6 мс, часто с двумя проходами. Интересно отметить, что этот метод лечения представляется неэффективным при лечении пурпуры, вызванной самим PDL лазером (при лечении винных пятен, например), и, в данном случае, относится к присутствию сосудистого воспалительного скопления с тромбообразованием, отсутствующим в не термически индуцированной пурпуре, такой как прокалывание сосуда иглой.
PDL лазер в первую очередь разработан в качестве сосудистого лазера и использует родаминовый краситель в качестве активной среды. Излучаемая длина волны находится в жёлтой полосе между 580-600 нм. В настоящее время самый известный в мире лазер на красителе имеет длину волны 595 нм (VBeam от Candela) и “настраиваемые” длительности импульса для обеспечения более широкой универсальности применения в соответствии с теорией селективного фототермолиза. Существует множество клинических состояний, которые можно лечить с помощью PDL лазера и он по-прежнему является лазером выбора при большинстве сосудистых патологий, в частности, винных пятен. При использовании короткого импульса и достаточной плотности энергии появляется пурпура, что является желаемым конечным показателем при некоторых состояниях. Одним из ограничений лазера PDL является его относительно небольшая предельная глубина проникновения (максимум 1,5 мм на размере пятна 10 мм), следовательно, за исключением очень тонкой телеангиэктазии размером менее 0,3 мм, лежащей относительно поверхностно, это не лазер выбора для лечения больших и глубоко расположенных сосудов нижних конечностей.
Технология PDL наблюдала значительный прогресс в последние годы — добавление DCD, улучшение структуры импульса и шаблона доставки, и продолжает использоваться и исследоваться для лечения множества изначально нетипичных состояний, в том числе постпроцедурной (преимущественно после инъекций филлера) пурпуры как относительно инновационного.
Доктор Фирас аль-Ньями является консультирующим дерматологом и лазерным хирургом, обучавшимся в Манчестере и Лондоне. Он является медицинским директором Skin Clinics в Лондоне и почетным консультантом в госпитале Святого Томаса, где он проводит еженедельные направления в специализированные медицинские клиники лазерной терапии. Доктор аль-Ньями имеет более 90 научных публикаций и является ключевым ведущим специалистов для основных лазерных компаний.
Внедрение лазера CO2RE Intima в клиническую практику
Vbeam Perfecta. Новая надежда для пациентов с розацеа
Механизмы воздействия фракционного CO2 лазера CO2RE Intima на вагинальную и вульварную ткани, женскую мочеполовую систему и сексуальное здоровье
Эпиляция. Сравнение лазеров и фотоэпиляторов (IPL)
Использование лазера GentleMax Pro
Применение Vbeam для лечения розацеи
Удаление волос. Физика процесса
Принцип действия лазера Vbeam
Омоложение без ошибок
Новая система доставки с большими диаметрами пятен
