激光应用于医学临床的激光器多达数十种,按照激光器的工作物质不同可以分为5种。1,气体激光器。工作物质,是气体或蒸汽,如氦氖激光器(He-Ne),用于皮肤、五官、妇产等的低功率照射或修复,效果较好。2,固体激光器。其产生激光,的工作物质是固体,如掺钕钇铝石榴激光器,用于皮肤、内科、外科、肿瘤的光凝固和修复,效果很好。3,染料激光器。是一种液体激光器,可通过改变染料和控制泵浦时间等方法在紫外、可见和近红外范围内产生连续可调的激光输出。缺点是波长可变,可用于眼科、肿瘤的光凝固及光动力学治疗,但效果一般。4,半导体激光器。它因工作物质是半导体晶体材料而得名,可用于各种手术,内镜治疗及弱激光治疗。5,准分,子激光器。该类型激光器的工作物质为惰性气体,卤化物和金属蒸气。常见的有N2激光器,在对皮肤五官的汽化、光导纤维内窥镜及光动力学治疗中效果较好;但用于低功率照射则效果一般。
激光热效应及医学应用原理
激光就是被作用的生物组织温度升高。具体表现是:热对生物细胞的热杀、组织的热敷、热凝、切开、汽化、热化反应和热至压强。生物细胞只能在适宜的温度下生存, 当温度上升即使不太高时,只要持续时间稍长,酶也将失去活性,蛋白变性,从而使细胞或组织受伤甚至死亡;如果温度上升较高,即使时间不长,也能大大降低一些酶的活性,待温度恢复正常时,其原有的活性也只能得到部分的恢复! 所以,组织的破坏是激光作用时间和组织温升的函数。就其温升来说,当温升超过体温,又在45℃以下时,只会出现温热感,重者会出现红斑;温升在45-50℃内,称为体温过高,如果这样的体温过高持续几分钟,相当一大部分组织就会出现坏死。温度超过50℃时,可观察到酶活性明显地减弱,导致细胞固定,而且细胞的某些修复性机理也被损坏;在60℃时,蛋白质和胶蛋白发生变性,而导致组织的凝结和细胞的坏死,相应在宏观上可见组织变暗;若温度高于80℃时,膜的通透性急剧提高; 在100℃时,大多数组织中的水分子开始汽化,出现气泡,从而引起组织的机械破裂和热分解;当高于150℃时,碳化发生,可见邻近组织变黑且冒烟;当温度高于300℃时,组织出现熔化。在医学上,通过改变激光参数来调节组织温升,控制激光热作用效应,从而达到医用的目的。 如激光理疗、针灸,使用低能量激光将温度控制在37-45℃之间;激光诱导间质热疗法所需要温度超过60℃;中心汽化边缘热杀的激光治癌法中,用光导纤维将激光注入肿瘤,肿瘤细胞将吸收激光能量变热,选择合适的激光能量和照射时间,使肿瘤中心温度为100℃边缘温度达到43℃,则肿瘤边缘细胞被热杀,中心被汽化,残存物用抽吸法排出体外,从而达到治癌的目的;激光手术要使组织温度高于100℃而激光组织焊接要使组织温度高于300℃所以,在医学中,热相互作用应用的主要思想就是选择合适的光能量和照射时间,使生物组织达到特定的温度,使其导致预期的热效应。
以下着重描述一下皮肤用激光:掺钕钇铝石榴石晶体的化学表示式为Nd3 + ,Y3Al5O2简称Nd:YAG。Nd:YAG 激光器的振荡波长通常为1 064 nm.(只有在设法抑制1064 nm 激光,才能产生1 319 nm 的激光)Nd:YAG 医用激光器主要具有汽化融解效能、分离切割效能、凝固封闭效能和止血烧灼效能:还可用于离焦、穴位照射,有止痒、消肿、促进创面愈合和针炙等多种疗效. 其切割骨骼及其它肌体组织速度更快,止血效果好,切缝细术后水肿反应轻,疼痛也较轻,疤痕少. 1)激光作用于皮肤时,施加了预应力作用,使胶原纤维拉伸并提前进入受力状态。宏观上,改善了皮肤的弹性,使其更加紧致。这也是激光修复皮肤的作用机理。当然如果激光的强度过高,部分胶原纤维被破坏,皮肤的整体极限强度可能降低。2)激光对粘滞效应及松弛速率的影响不明显。这说明激光既不会损伤皮肤的粘滞性,也不会加快其松弛。二氧化碳、掺铒钇铝石榴石(Er:YAG)和铒:钇钪镓石榴石(Er:YSGG)激光,对于面部年轻化的效果最为显著。
我们来例举术中激光对皮肤的影响:
1,CO2点阵激光:波长为1060 nm,其靶目标是水。点阵激光对体外人皮肤的光热效应,其产生阵列样点状的剥脱性气化区深达真皮,并在周围形成环形组织热凝固带,这些损伤可持续刺激胶原再生和收缩,促成长期的皮肤收紧。美国Lumenis公司生产的CO2点阵激光治疗3个月后皱纹平均改善3.00±0.73(4分法),术后偶有暂时性的色素沉着,平均持续7~50天。
2,Er:YAG点阵激光:波长为2940nm,与水的最大吸收峰一致,与CO2激光相比,Er:YAG激光减少了气化区周围的热凝固带,使组织愈合加快,术后出现红斑机会减少。治疗后皮肤松弛有不同程度的改善。术后未见色素异常。
3,钇铝石榴石(Nd:YAG)激光:波长1064 nm,靶点是水及血红蛋白。疗程为3次,每次间隔时间为2周,治疗终点为轻微的红斑及水肿。8周后皮肤总体弹性为0.09,原为-0.087,表示皱纹有改善,长脉宽Nd:YAG对于改善亚洲人眶周皱纹是安全有效的,但3次的治疗无法保证长时间的临床改善。
4,脉冲染料激光:波长585 nm或595 nm,靶目标,血红蛋白,通过光热作用引起毛细血管的轻微损伤,从而引起一系列的炎症反应以及损伤修复,刺激胶原纤维细胞增生以达到除皱嫩肤的效果。治疗3次,间隔4周,脉冲染料激光只要较少的治疗次数就可以获得相类似的效果,因此,更推荐脉冲染料激光治疗面部皱纹。
5,Nd:YAG激光:波长为1320nm的Nd:YAG激光的靶目标是水,此波长的激光能较好地穿透到真皮。治疗4次,间隔1个月。术后2个月皮肤皱纹、松弛、毛孔粗度改善。少数患者发生水疱。
6,铒玻璃点阵激光(像素激光):1540nm/1550nm/1565 nm波长的激光可以穿透表皮到达真皮,其靶目标为水,表皮中的黑素对其吸收很少。治疗3次,每次间隔4周,术后3个月皱纹改善,时有红斑水肿,持续时间分别为20 h和46 h,有出现色素沉着并且持续1个月者。
7,单极射频:单极射频的电流穿透深度可达2.5 mm甚至更深。因为色素基团并不是射频治疗的靶目标,后不会引起色素加深或减退,所有皮肤类型均能得到有效的治疗。单极射频可以治疗轻度至中度的皮肤皱纹及松弛,也可以治疗局部的静态皱纹,尤其是眼周及前额皱纹。治疗6次,间隔2周,术后有表皮的增厚,真皮网状层增厚;术后3个月表皮突延长。偶有有暂时性的红斑及色素沉着。
8,双极射频:疗程为8次,每周1次。疗程结束后6个月皮纹有轻微改善,不足一成有显著改善。电镜由于双极射频能量穿透的深度仅局限于电极间距离的一半,穿透深度浅,因此对于除皱与紧肤效果相对有限。
9,点阵射频:点阵射频除了双极射频作用于真皮,水分子的加热外,点阵式的皮肤微创技术,使皮肤产生宽而浅的气化带,刺激皮肤的损伤修复机制,从而产生换肤的效果,可治疗I~Ⅳ型的面部光老化,治疗3次,间隔30天,术6个月。术后其皮肤皱纹、质地、松弛度明显改善不良反应为持续1~3天的红斑,持续2~3 d的水肿以及轻微结痂。
10,强脉冲光:其原理为一段宽波长(500-1200nm)的强光照射于皮肤后,大部分能量穿透表皮并被色素和血红蛋白选择性的吸收转化为热能,周围组织温度升高产生光热效应。治疗3次,每次间隔4周,3个月皮肤弹性改善。不良反应为暂时的红斑及水肿。
11,红外线:波长780—2526nm,主要靶点为水,可即刻使胶原纤维收缩,另外通过刺激成纤维细胞功能,增加胶原和弹性纤维的合成。治疗10次,每周2次,术后3个月,皮肤质地改善良好,无严重的不良反应,术后的水肿及红斑仅持续2小时。
12,射频联合光:双极射频和不同光学系统整合,可以出现叠加的疗效。原理:光预热部份降低了目标组织的电阻,相应增强通过电流的强度,使双极射频的能量更集中于靶组织,增加选择性热效应。达到同样加热的目的,却降低了光和射频使用的能量。治疗6次,每次间隔2周。面部皱纹、紧致度、质地、全面的改善。术后3个月皮肤紧致度、质地、皱纹、满意度为90%。组织学可见真皮厚度增加,弹性纤维也相应增多,新合成的胶原纤维增加了30%。
13,等离子体:超高频的单极射频治疗头在距离皮肤一定距离时激发氮气分子解离成氮离子,即等离子化,并借此将能量瞬间传递到皮肤表面,引起皮肤轻微的剥脱,产生的热损伤也可以传递到周围组织,可促进皮肤组织合成新的胶原。对色基没有选择性,降低了色素沉着的发生,适合I~Ⅳ型皮肤。但由于有剥脱作用,患者会有短暂的停工期,另外治疗时的疼痛感较大。
14,聚焦超声波:应用聚焦超声波技术,可以精确地对真皮及皮下组织加热,使胶原纤维产生即刻的变性收缩及持续的胶原重组、再生,而表皮完好无损。治疗1次,术后90天面部松弛改善可达70%。不良反应为暂时性的水肿,多在7—10天内消退。
激光对皮肤的损害
1,激光对皮脂膜的破坏激光的热效应及光化效应可影响糖基化神经酰胺合成酶的活性,影响神经酰胺的生成,保湿功能下降,皮肤易变得干燥、脱屑、敏感。激光还会破坏皮脂膜中的亚油酸、亚麻酸及脂质成分,降低皮肤的抗炎作用,故激光术后易发生感染。
2,激光对皮肤角质层的破坏激光产生的热效应可使角质层中的角蛋白变性,破坏角质层的正常结构。使角质层丧失对皮肤的保护、防晒功能,日晒将直接促使黑素细胞产生黑素增多,易形成色素沉着。角质层的吸收、保湿功能亦下降,TEwL(皮水分丢失)增多,皮肤易变得干燥、敏感。激光还可破坏角质层类脂和晶状体的特殊结构——“三明治”结构,从而影响皮肤的正常生理代谢,使皮肤的保湿、屏障功能下降.出现干燥、感染、色素沉着。
3,激光对皮肤砖墙结构的破坏激光的热效应可引起酶蛋白变性.影响酶促反应,导致保湿因子、脂质生成代谢障碍。破坏表皮中角质形成细胞及细胞间脂质的紧密结构——皮肤“砖墙结构”。从而降低皮肤对外界刺激的抵御能力.容易受环境因素如紫外线、气候及微生物的影响.出现色素沉着、易感染。
4,激光对水通道蛋白的破坏水通道蛋白维持分子空间构象的次级键键能比较低,不稳定。容易受物理、化学因素影响。破坏其空间构象,使其理化性质发生改变.稳定性降低并失去其生物学功能。激光的热效应可使水通道蛋白变性,失去皮肤水合作用,使皮肤干燥、脱屑、敏感。
5,激光对基底层的破坏当激光光束达到皮肤的基底层,使基底层受损的程度超过其自身的修复能力时。可引起瘢痕形成。
6,激光对皮肤微循环的影响皮肤受到激光照射后.由于吸收了激光能量而使被照部位温度升高。当温度达到43—44℃时皮下微血管扩张充血,出现红斑.当温度升到47-48℃时,皮肤真皮血管周围有炎性细胞浸润,表皮出现细胞内及细胞间水肿,产生红斑、肿胀,甚至水疱。
激光术后皮肤的护理
1,减轻术后皮肤反应:激光术后。根据皮肤的即刻反应进行冷湿敷或用毛巾包裹冰块冰敷激光术后皮肤,如治疗后皮肤颜色泛白,冰敷时间约为30 min.如只是充血、红肿,冷湿敷时间为15 nlin,在此过程中避免摩擦皮肤。如红斑、肿胀、渗血明显,可用3%硼酸溶液湿敷。
2,预防感染,减轻炎症反应,为了预防术后皮肤感染,必要时可用庆大霉素针剂或莫匹罗星软膏(百多邦)等薄薄外涂于创面,如治疗面积大,炎症反应重,可口服泼尼松10mg,每天3次,连服3d,以加强抗炎作用。
3,促进创面愈合碱性成纤维细胞生长因子(BFGF)是重要的促有丝分裂因子。其主要生物学作用有:促进新生血管形成;促进创伤愈合与组织修复;促进组织再生和参与神经再生。可促进烧伤创面愈合,改善愈合质量,并可配合自体表皮移植术治疗自癜
风。因此,激光术后若有表皮破损,可用BFGF喷于创面促进愈合。
4,促进皮肤再生与修复由于激光可不同程度损伤皮肤的皮脂膜、角质层、砖墙结构、水通道蛋白、基底层等皮肤结构,故激光术后应促进皮肤的再生和修复,在治疗后3~6个月时间内,使用适合的医学护肤品进行有效的皮肤护理(保湿、防晒,减轻局部皮肤红斑、刺痛、灼热等炎症反应,修复受损的皮肤)是非常必要的。医学护肤品与传统化妆品不同.是介于药品和化妆品之间的特殊化妆品,既有药品的辅助治疗作用,又有化妆品的特点,如安全、稳定、舒适和有效。
5,防晒,①外用防晒霜:由于激光术后容易引起色素沉着。因此要选用安全性高且防晒效果佳的防晒产品。月前市场上的防晒剂大致分为:化学性紫外线吸收剂、物理性紫外线屏蔽剂、生物性剂。②外出戴太阳帽、穿棉质长袖上衣及长裤,撑遮阳伞。最好选用防紫外线伞等;③避免在每天日光照射最强烈的时间(10:00一16:00)长时间暴露在日光下。
防晒剂。因为物理防晒剂主要通过反射、散射紫外线达到防晒目的,成分主要为:高岭土、二氧化钛、氧化锌、滑石粉等.均比较温和,无毒,不被皮肤吸收,不易引起过敏。因此激光术后首选物理防晒剂。激光术后所选择的防晒剂应该是uVB防晒指数(SPF)>30;UvA防护系数(PFA)>++;R指数较大的物理防晒
6,饮食:饮食对皮肤修复作用是不可忽视的。蛋白质、脂肪和糖类均是皮肤所必需的营养成分,维生素和微量元素能影响皮肤正常代谢及生理功能,如:B族维生素、叶酸可使色素增加:维生素C、维生素A可使色素减退;某些微量元素,如铜可促使黑素生成。因此,激光术后应避免进食含铜、B族维生素的食物,少吃辛辣食物。而应多进食富含维生素c、维生素A的食物。如多吃水果、蔬菜,以及含铁、锌等微量元素较多的食品如瘦肉、鱼、豆类、大白菜、萝卜等,并注意多饮水。以促进皮肤的修复。