Лазерный мир

М.М. Карабут, Н.Д. Гладкова, Ф.И. Фельдштейн // Современные технологии в медицине, 2016

Для омоложения кожи и лечения кожных дефектов в косметологии и дерматологии широко используется абляционное лазерное фотоомоложение кожи С02-лазером. Однако такая обработка связана с большим риском возникновения нежелательных побочных эффектов и длительным временем реабилитации после процедуры. В качестве альтернативы используется неабляционное лазерное фотоомоложение, при этом наряду с увеличением безопасности процедуры резко снижается ее эффективность.

Применение фракционного лазерного фототермолиза является важнейшим этапом в области разработки лазерных методик для задач косметологии и дерматологии. Благодаря созданию при лазерном воздействии микроскопических зон термического повреждения такой метод лечения приводит к безопасному и быстрому заживлению и полному восстановлению кожи без нежелательных побочных эффектов. Представленные материалы демонстрируют высокую эффективность применения как абляционного, так и неабляционного фракционного лазерного фототермолиза для уменьшения морщин, общего улучшения внешнего вида кожи, удаления участков с нарушениями пигментации, удаления или улучшения внешнего вида атрофических рубцов от угревой сыпи, а также областей растяжения кожи (стрий).

Важной задачей косметологии и дерматологии является омоложение кожи, а также удаление и коррекция различных эстетических недостатков или кожных дефектов, таких как послеоперационные шрамы, атрофические рубцы от угревой сыпи, морщины, нарушения пигментации и др. [1]. Природа этих дефектов различна, что обусловливает и разнообразный подход к лечению.

Кожные дефекты и их причины

Кожный рубец — это новообразованная соединительная ткань, которая возникает на месте глубоких дефектов кожи, сопровождавшихся разрушением дермы, например в результате воспалительных процессов, при угревой сыпи (акне). Образование рубцовой ткани кожи подчиняется стадийности. Развиваясь из грануляционной ткани, в дальнейшем переходящей в соединительнотканные структуры, рубцы значительно меняют общий рельеф кожного покрова. В дерме исчезают эластические волокна, а на их месте разрастаются грубоволокнистые коллагеновые волокна, кровеносные и лимфатические сосуды деформируются, а их количество резко уменьшается [2].

Все кожные рубцы можно разделить на четыре типа: нормотрофические, атрофические, гипертрофические и келоидные. Последние три типа относят к патологическим. Атрофические рубцы образуются в местах растяжения кожи или воспалительных процессов (акне, ветряная оспа, опоясывающий лишай и др.), а иногда могут возникать после хирургического удаления бородавок и папиллом. Такие рубцы выглядят как углубления, имеют бледный цвет и сниженную чувствительность. При этом кожа на их поверхности истончена, так как воспаление способствует разрушению коллагена и атрофии дермы. Характерный вид этих рубцов обусловлен истончением эпидермиса и дефектом соединительной ткани, а именно дефицитом коллагена и эластина [3].

Рубцы, возникающие на месте угревой сыпи (постакне), по существу являются атрофическими.

Разнообразие рубцов постакне проявляется широким диапазоном не только клинических, но и морфологических особенностей, которые важно учитывать при планировании терапии. Рубцы бывают узкими и широкими, глубокими и поверхностными, сколотыми, ямкообразными, волнистыми, кратерообразными, блюдцеобразными и т.д. На основании клинико-морфологических проявлений и распространенности, но независимо от индивидуальной морфологии, различают четыре степени тяжести рубцов постакне. Эта качественная классификация основана на оценке степени тяжести рубцов и их влияния на состояние пациента [4].

К одним из значительных косметических недостатков относят стрии (растяжки кожи). Они представляют собой атрофические рубцы, проявляющиеся в виде полосовидных изменений кожи различного цвета (от красно-синюшного до почти белого). Основной причиной их возникновения служит длительное перерастя-жение волокон кожи, в результате которого возникают разрывы эластических и коллагеновых волокон и происходит процесс замещения здоровой кожи рубцовой тканью. Гистологически в острой стадии формирования обнаруживается воспалительная, преимущественно лимфоцитарная инфильтрация вокруг сосудов, в хронической стадии — истончение эпидермиса и дермы, разрежение и исчезновение эластических волокон, а также гомогенизация и истончение коллагеновых волокон [3, 5].

Старение кожи. Выделяют два основных типа старения кожи: внутреннее (или хронологическое) и внешнее (или фотостарение). Каждый из них имеет свои клинико-морфологические особенности. Стареющая, но не подвергавшаяся длительному воздействию солнечных лучей кожа характеризуется истончением, снижением эластичности и упругости, бледностью, наличием тонких поверхностных (мимических) морщин [6]. Основными процессами при этом являются уплощение границы между эпидермисом и дермой, исчезновение сосочков дермы, снижение скорости регенерации эпидермиса, уменьшение количества меланоцитов и клеток Лангерганса в эпидермисе, атрофия дермы, снижение количества фибробластов, тучных клеток и сосудов в коже. Так, с возрастом эпидермис начинает истончаться при неизменном количестве слоев клеток, в нем происходят процессы гипо- или гиперпигментации. Главной причиной изменения дермы при хронологическом старении является увеличение синтеза коллагена I типа и снижение выработки коллагена III типа, а также уменьшение количества эластических волокон и их фрагментация [7].

При фотостарении, которое может наблюдаться еще до появления признаков хронологического старения, кожа утолщается, грубеет, становится более сухой, в ней формируются глубокие морщины, очаги пигментации [8]. Меланоциты под действием солнечного света не претерпевают каких-либо структурных изменений, однако количество их в базальном слое эпидермиса и размеры увеличиваются. В результате пролиферации меланоцитов на коже образуются пигментные пятна. Изменения в дерме при фотостарении обусловлены тем, что в результате повреждения фибробластов УФ-лучами снижается синтез коллагена и повышается синтез измененных эластических волокон (при внутреннем старении коллаген более стабилен и устойчив к разрушению). Значительное скопление измененных эластических волокон приводит к утрате кожей эластичности и обусловливает ее соответствующий внешний вид: желтоватый цвет, грубая, шероховатая поверхность, образование мелких узелков. Это состояние было названо солнечным (актиническим) эластозом [9-13].

К наиболее частым клиническим признакам как внутреннего старения, так и фотостарения относят появление морщин и сухость кожи. Сухость кожи (ксероз) гистологически характеризуется увеличением плотности рогового слоя и толщины зернистого слоя эпидермиса [14].

Морщины представляют собой складки и бороздки различных размеров, которые возникают на поверхности кожи в результате потери и недостаточной выработки определенных веществ (коллагена, эластина, гиалуроновой кислоты) и воздействия различных физических агентов. Гистологически морщины характеризуются деградацией коллагеновых и эластических волокон, а также сокращением количества септ в подкожной жировой клетчатке.

В зависимости от причин появления выделяют мимические и возрастные морщины. Первые возникают в результате активного сокращения мимической мускулатуры, интенсивность которого зависит от поведенческих особенностей человека. Образование возрастных морщин связано с естественными процессами старения, сопровождающимися замедлением клеточного деления и синтеза, потерей влаги и снижением упругости и эластичности кожи, а также опущением кожных покровов, происходящим с течением времени. При этом процесс фотостарения способствует сохранению и углублению морщин [6].

Нарушение пигментации. Нарушения пигментации кожи (дисхромия, или меланодермия, или меланозы) являются серьезным косметическим дефектом, нередко травмирующим психику человека. Общепринятой классификации нарушений пигментообразования не существует, однако их можно сгруппировать по различным признакам: по происхождению — первичные (врожденные и приобретенные) и вторичные (постинфекционные и поствоспалительные); по распространенности — локализованные и генерализованные; по интенсивности окраски — ги-пер- и гипохромия. Гистологически эти состояния характеризуются увеличением или снижением количества меланоцитов в базальном слое эпидермиса. Различные клинические варианты нарушения мелано-образования в сторону усиления окраски кожи называют гипермеланозами, а в сторону уменьшения — гипомеланозами [15-17].

Лазерные технологии в косметологии

Лазерные технологии играют существенную роль в лечении различных косметологических заболеваний. Наиболее привлекательной для применения особенностью лазерного излучения является его возможность фокусировки в ограниченной области, что позволяет воздействовать на конкретные структуры и слои тканей. Кроме того, при необходимости степень и характер воздействия на ткани можно изменять путем вариации плотности потока и пространственных параметров излучения. Так, лазерные устройства позволяют осуществлять точный контроль над временны м и пространственным распределением энергии и мощности излучения для эффективной активации термических, механических или фотохимических процессов в тканях [18]. Такие уникальные свойства лазерного излучения обеспечили широкое применение лазеров в хирургии, терапии и диагностике кожных дефектов.

Общепринято разделять лазерные технологии на два вида: абляционные и неабляционные [19, 20].

Под лазерной абляцией понимают ликвидацию участка живой ткани под непосредственным воздействием лазерного излучения. Механизм и параметры абляции определяются свойствами ткани, характеристиками излучения (длиной волны, непрерывным или импульсным режимом облучения, мощностью лазера, энергией в импульсе, суммарной поглощенной энергией и т.д.) и коэффициентом поглощения данного вида излучения в конкретном виде ткани или в ее отдельных составляющих [21].

Для абляционных методик используются CO2- (А= 10 600 нм) и эрбиевые лазеры (А=2940 нм). Поскольку излучение с такими длинами волн очень хорошо поглощается водой, то оно взаимодействует даже с тем небольшим количеством воды (10-15%), которое содержится в эпидермисе [22].

Многочисленные исследования доказывают, что использование абляционного лечения С02-лазером для омоложения кожи и удаления шрамов, рубцов, возрастной пигментации, признаков выраженного фотостарения (при традиционной лазерной обработке) дает хорошие и прогнозируемые результаты [23-25]. Однако такое лечение связано со значительными побочными эффектами, включающими длительное время реабилитации, эритему (длится в среднем 4,5-9,0 мес), инфекции различного генеза, временные и постоянные дисхромии (гипер- и гипопигментации), рубцевание. Особенно проблематичной может стать гипопигментация, поскольку она может проявиться через 1 год после лечения и стать необратимой [26]. Это требует снижения длительности или количества проводимых процедур, что в свою очередь приводит к недостаточным клиническим результатам [27, 28].

Эрбиевый лазер для абляционной лазерной обработки стал использоваться как альтернатива углекислотному лазеру. После воздействия таким светом происходит более быстрое заживление, однако данное излучение имеет меньшую глубину оптического проникновения и, соответственно, меньшую зону абляции и коагуляции по сравнению с С02-лазером, что приводит к снижению эффективности процедуры [29-31]. Отметим, что глубина коагуляции при лазерном воздействии определяется плотностью энергии и длительностью импульса [19].

Неабляционные лазеры используют как альтернативу абляционным для удаления поверхностных морщин и атрофических рубцов. При их применении термические повреждения в коже происходят без ее механического разрушения. Заживление после неабляционного воздействия требует меньше времени, но обработка оказывается менее эффективной даже в случае прохождения нескольких сеансов лечения [1, 32].

Длина волны эрбиевых лазеров, используемых для неабляционных методик, колеблется от 1400 до 1550 нм. За счет того, что такое излучение меньше поглощается водой, оно может проникать глубже и поглощаться в дерме. При этом возможно поверхностное охлаждение эпидермиса, что минимизирует риск его повреждения и связанных с этим последующих осложнений [20, 33].

Фракционный лазерный фототермолиз

Потребность в разработке как можно менее инвазивного лечения с минимальными побочными эффектами и высокой эффективностью для задач косметологии существовала много лет.

В 2004 г. D. Manstein с соавт. [34] разработали новую технологию омоложения и лечения кожи, названную фракционным лазерным фототермолизом (ФЛФ). Она заключается в создании несообщающихся микротермических зон (МТЗ) повреждения определенных размеров, окруженных зонами неповрежденной ткани. Путем сохранения таких зон неповрежденной ткани целостность эпителия восстанавливается за счет его быстрой реэпителизации. Это резко сокращает время заживления [34, 35].

Авторы представили результаты фракционного воздействия на кожу предплечья и морщины вокруг глаз с помощью прототипа устройства для ФЛФ c длиной волны 1500 нм. Через 3 мес после обработки у 34% пациентов было отмечено значительное уменьшение или разглаживание морщин, а у 47% пациентов — умеренное улучшение текстуры кожи предплечья. При этом глубина образующихся МТЗ составила 300400 мкм, их диаметр — 100 мкм, а расстояние между ними — 250 мкм и более [34]. Стоит отметить, что глубина и диаметр МТЗ определяются энергией лазерного луча и могут быть скорректированы в зависимости от клинических задач [36]. Подробно применяемые при ФЛФ кожи лазерные установки и геометрические паттерны (сетки) описаны в работе [20].

Механизмы фракционного лазерного фототермолиза. Научная концепция, лежащая в основе ФЛФ, заключается в применении микроскопических пучков точечного, сильно сфокусированного света, которые вызывают малые фокальные зоны повреждения в ткани [37]. Однако не совсем ясны биологические механизмы, приводящие к полному восстановлению ткани без рубцевания и практически без побочных эффектов [1].

Предполагают, что контролируемый температурный стресс эпидермиса и дермы при лазерном повреждении стимулирует регенерацию и репарацию кожи, активируя реэпителизацию и ремоделирование коллагена [38]. Считается, что именно неоколлагенез является причиной долговременного улучшения, заключающегося в увеличении плотности кожи и разглаживании морщин. Нагревание кожи при лазерном облучении приводит к денатурации коллагена, т.е. к разрушению водородных связей в третичной спиральной структуре коллагеновых волокон, и последующему формированию случайной спирали. Как только в достаточном количестве коллагеновых волокон произойдет денатурация, кожа немедленно стягивается [27].

Известно, что при нагревании ткани происходит активация белков теплового шока (HSP). Это, по всей видимости, является одним из первичных базовых изменений, происходящих на молекулярном уровне, помимо изменений регуляции других молекул, таких как трансформирующий фактор роста в (TGF-в), матричные металлопротеиназы, гиалуронатсинтетазы, гиалу-ронидазы и гиалуроновая кислота [39-43].

Белки HSP — это стрессовые белки, которые активируются во всех типах клеток, подвергшихся тепловому или другим видам физического и химического воздействия. Они усиливают способность клеток бороться с накоплением поврежденных (неправильно свернутых) белков, одновременно с этим облегчая их рефолдинг (повторное сворачивание полипептидной цепи в нормальную пространственную структуру) или участвуя в синтезе новых белков с целью замещения поврежденных. Таким образом, белки HSP вовлечены

в фундаментальные процессы клеточной репарации и в процесс заживления ран [44, 45]. Показано, что лазерное воздействие усиливает экспрессию белка HSP70 в эпидермисе вокруг МТЗ повреждения (через 2-48 ч после процедуры) и в структурах дермы, в частности вокруг кровеносных сосудов, волосяных фолликулов и сальных желез [46]. Интересно отметить, что при неабляционном фракционном лечении эрбиевым лазером максимальный уровень экспрессии данного белка был ниже и достигался позже по сравнению с абляционным С02-лазером [47, 48].

Известно, что в грануляционной ткани заживающей раны преобладает коллаген III типа [49]. По мере заживления накапливается более жесткий коллаген I типа, в то время как количество коллагена III типа снижается [50]. Выявлено, что экспрессия белка HSP47, который главным образом участвует в процессе синтеза и транспорта про-о1(!)- и про-а2(!)-цепей проколлагена I, усиливается к 4-7-му дню после лазерного лечения и остается постоянной в течение 3 мес, способствуя тем самым усиленному накоплению проколлагена и коллагена I и III типов [38, 40, 51, 52]. В работе D. Helbig с соавт. [38] показано, что к 14-му дню наблюдается частичное или полное (в зависимости от уровня приложенной энергии) заполнение МТЗ вновь синтезированным конденсированным проколлагеном III.

Некоторые исследования показали индукцию или активацию факторов роста TGF-p при различных видах неабляционного лазерного лечения через 2-14 дней после облучения [39, 52]. Важно отметить, что эти факторы роста способствуют синтезу компонентов матрикса, таких как фибронектин и коллаген, трансформации миофибробластов, иммуномодуляции, ангиогенезу и реакции теплового шока [53-56].

Полное содержание статьи: https://cyberleninka.ru/article/n/fraktsionnyy-lazernyy-fototermoliz-v-lechenii-kozhnyh-defektov-vozmozhnosti-i-effektivnost-obzor/viewer