Цель: Сравнить эффективность, побочные эффекты и гистологические данные лечения эрбиевым лазером: YAG (Er: YAG) и углекислым лазером (CO2) при удалении морщин на лице.
Дизайн: Интервенционное исследование с участием 21 человека с морщинами на лице. Все участники наблюдались в течение 6 месяцев. Конечными точками исследования были уменьшение морщин и продолжительность побочных эффектов.
Субъекты: В исследовании участвовали девятнадцать женщин и 2 мужчин-добровольцев с типом кожи от I до III и классом морщин от I до III.
Вмешательство. У всех пациентов одна сторона лица обрабатывалась лазером CO2, а другая сторона — лазером Er: YAG. Биопсия кожи была проведена у 6 пациентов до лечения и сразу, через 1 день, 2 дня и 6 месяцев после лечения. Наблюдения регистрировали испытуемые, исследователи и группа экспертов, закрытая для слепой оценки.
Основные результаты: Улучшение морщин, уменьшение выраженности и продолжительности побочных эффектов.
Результаты. Сторона, обработанная лазером CO2, показала относительно лучшее уменьшение морщин при оценке всех субъектов (P < 0, 03). Однако у субъектов, получивших более 5 проходов лазера Er: YAG, показатели улучшения существенно не отличались от результатов лечения лазером СО2 от 2 до 3 проходов. Эритема после лечения была отмечена через 2 недели у 14 пациентов (67%) на стороне, обработанной лазером Er: YAG, и у 20 пациентов (95%) на стороне, обработанной лазером CO2. Частота эритемы была значительно меньше после лечения лазером Er: YAG через 2 (P = 0, 001) и 8 (P = 0, 03) недели. Гипопигментация наблюдалась на 1 стороне, обработанной Er: YAG (5%), и на 9 сторонах, обработанных CO2 (43%) (χ2, P < 0, 05). Гистологическая оценка показала остаточное термическое повреждение до 50 мкм на стороне, обработанной Er: YAG, и до 200 мкм на стороне, обработанной CO2.
Выводы. Эрбиевый лазер безопасен и эффективен при удалении морщин на лице. Субъекты, получавшие лечение лазером Er: YAG, быстрее восстанавливаются после процедуры, чем пациенты, получавшие лечение лазером CO2.
Клиническое использование лазеров при дерматологических заболеваниях значительно расширилось за последние несколько лет. Использование высокоэнергетических импульсных и сканирующих лазеров на углекислом газе (CO2) (10600 нм) позволяет клиницистам удалять морщины и другие эффекты фотоповреждения. Эти лазеры обычно ограничивают время взаимодействия лазера с тканью до менее 1 миллисекунды (время тепловой релаксации верхней части кожи, взаимодействующей с лазером), так что тепловая диффузия ограничивается во время лазерного импульса. Результирующая полоса остаточного термически измененного коллагена обычно составляет менее примерно 150 мкм. Одним из ограничений шлифовки с помощью CO2-лазера является частота побочных эффектов, особенно длительной эритемы и дисхромии. Кроме того, некоторые врачи предпочитают использовать общую анестезию или внутривенную седацию для полной шлифовки лица, чтобы добиться адекватного обезболивания. Из-за степени послеоперационной эритемы и времени для реэпителизации большинство пациентов остаются дома примерно на 2 недели. Многие в остальном идеальные кандидаты не хотят или не могут найти время, чтобы оправиться от процедуры.
Эрбиевый (Er: YAG) лазер (2940 нм) дает возможность уменьшить тепловое повреждение, наблюдаемое с помощью CO2-лазера. Эта длина волны сильно поглощается водой (коэффициент поглощения 12000 против 800 см-1 для CO2), поэтому было показано, что остаточное тепловое повреждение составляет менее примерно 50 мкм против 80–150 мкм, обычно наблюдаемых после нескольких проходов импульсного воздействия CO2-лазера. Кроме того, было показано, что раны с помощью Er: YAG-лазера реэпителизируются раньше, чем раны с использованием лазера с CO2. Клинически порог абляции для Er: YAG-лазера составляет от 1, 5 до 1, 7 Дж / см2 для импульсов длительностью около 100 микросекунд.
Мы провели сравнительное клиническое исследование двух длин волн на добровольцах параллельно. Мы тщательно и микроскопически исследовали раны и сравнили уменьшение морщин, эритему, отек, кровотечение и частоту дисхромии.
Предметы, материалы и методы
Протокол исследования был одобрен наблюдательным советом Массачусетской больницы общего профиля в Бостоне.
Выбор темы
Сюжеты набирались с помощью рекламы в газете. Возраст испытуемых был от 18 до 90 лет. Субъекты с каким-либо иммунодефицитом или кожей типа IV-VI, а также беременные были исключены из исследования. В исследование был включен 21 субъект с периоральными или периорбитальными морщинами, из них 19 женщин. Двенадцать из этих субъектов имели морщины класса II по Фитцпатрику, 8 имели морщины класса III и у 1 были морщины класса I. Все субъекты были проинформированы устно и письменно обо всей процедуре, возможных результатах и осложнениях, и от каждого субъекта было получено письменное согласие.
Предоперационное лечение
Все пациенты наносили 0, 05% крем третиноина на обрабатываемую область один раз в день в течение 3 недель перед лечением и принимали перорально 250 мг кларитромицина два раза в день и ацикловир 200 мг 5 раз в день в течение 2 недель, начиная со второго дня до лечения.
Анестезия
Все пациенты получили местную инфильтрацию обрабатываемой области 1% лидокаином с адреналином (1: 100 000). В дополнение к местной инфильтрации для периоральной шлифовки использовались регионарные блокады подглазничного и подбородочного нервов. Кроме того, некоторым пациентам за 2 часа до операции наносили крем Emla для местного применения (2, 5% лидокаина и 2, 5% гидрохлорида прилокаина).
Параметры лазера
Импульсный CO2-лазер создавал пятно размером 3 мм от коллимированного наконечника. Лазер Er: YAG создавал пятно размером 5 мм. Обе системы использовали шарнирно-сочлененную руку. CO2-лазер имеет гауссову форму, а Er:YAG-лазер — профиль пучка с плоской вершиной. Поскольку у лазера Er: YAG не было сканера, сканеры луча не использовались ни с одной стороны. Длительность импульса лазера на CO2 и Er: YAG составляла 800 и 300 микросекунд соответственно. Плотность энергии составляла от 3, 5 до 6, 5 Дж / см2 с CO2 (энергия импульса от 250 до 450 мДж). Как правило, 450 и 350 мДж на импульс использовались для первого и последующих проходов в периоральных участках, соответственно, и 350 и 250 мДж на периорбитальные участки соответственно. Участки, обработанные Er: YAG, получили плотность энергии от 5 до 8 Дж / см2 (1-1, 5 Дж на импульс). Плотность потока энергии и количество проходов на стороне Er: YAG были увеличены после наблюдения за первоначальными субъектами во время их последующих визитов, чтобы обеспечить более симметричный вид.
Оперативная процедура
Были обработаны 12 периоральных и 9 периорбитальных областей. Два врача лечили всех испытуемых, чередуя лазер и сторону лица с каждым испытуемым. Одна сторона лица обрабатывалась лазером CO2, а противоположная сторона обрабатывалась лазером Er: YAG. Назначение каждого лазера на правой или левой стороне было рандомизировано путем чередования лазеров Er: YAG и CO2 на каждой стороне, т. е. если пациент 1 получил лазер Er: YAG на правой стороне лица, то пациент 2 получил лазер Er: YAG на правой стороне лица. После обезболивания участков обработки прилегающие участки были покрыты влажной марлей. Стороны, обработанные CO2, получили от 2 до 3 проходов. Обработанные участки протирали влажной марлей после каждого прохода, а затем сухой марлей. Первоначально мы аналогичным образом выполнили 2-3 прохода на обработанной Er: YAG стороне. Однако в ходе исследования мы заметили, что, хотя участки, обработанные Er: YAG, быстро заживали, этого количества проходов было недостаточно для достижения сопоставимого улучшения морщин. Поэтому мы увеличили количество проходов по последним предметам. Трудно определить подходящую конечную точку для остановки процедуры шлифовки Er: YAG-лазером. Мы остановились, так как заметили кровотечение из более глубоких проходов.
Послеоперационный уход
Повязка из гидрогеля была наложена на обрабатываемую область. Субъектам было предложено менять эту повязку дважды в день в течение 2 дней с последующим замачиванием водой и уксусом (1 стакан [0, 24 л] воды и 1 чайная ложка [5 мл] белого уксуса) 4 раза в день. Обработанные участки очищали мягким очищающим средством и поддерживали влажность путем нанесения густой мази (Aquaphor).
Последовательность
Все субъекты вернулись для оценки через 1, 2, 2 и 6 месяцев после процедуры. Последующие посещения записывались теми же врачами, которые их лечили. При каждом последующем посещении делались фотографии, и исследователи фиксировали очевидное улучшение морщин, наличие или отсутствие эритемы, инфекции, дисхромии и рубцов. Эти клинические оценки не были слепыми.
Оценка улучшения морщин
Уменьшение морщин оценивали исследователи и субъекты, а также комиссия дерматологов, состоящая из 5 человек, которые не знали, какой тип лазера используется для каждой стороны лица. Эта группа рассмотрела все фотографии, сделанные до лечения и при каждом последующем посещении. Улучшение оценивалось по шкале от 1 до 5, где 1 балл означал «плохое» улучшение; 2, «справедливое» улучшение; 3, «хорошее» улучшение; 4, улучшение «отлично»; и 5, «полное устранение» или 100% устранение морщин. Используя этот метод, для каждой стороны был нанесен модальный балл. Результаты сравнивали с помощью знакового рангового теста Уилкоксона.
Микроскопический анализ биоптатов
Образцы биопсии были взяты у 6 согласившихся субъектов. Всем перед лечением были выполнены биопсии с обеих сторон. Двум пациентам была сделана биопсия сразу после лечения; одна через 1 день; одна через 2 дня; и через два, 6 месяцев после лечения. Образцы биопсии фиксировали в формалине и затем заливали парафином, на котором делали срезы размером 3 мкм и окрашивали гематоксилин-эозином или красителем эластической ткани Верхоффа-Ван-Гизона. Глубину абляции ткани невозможно было измерить, поскольку в том же образце не было необработанной кожи. Определена глубина остаточного термического повреждения дермы. Гистологические признаки, подтверждающие повреждение соединительной ткани дермы, включали эозинофильную гомогенизацию дермы с различной инфильтрацией за счет распада лейкоцитов.
Полученные результаты
Интраоперационные качественные наблюдения
Лазер Er: YAG издал громкий хлопок; С каждым импульсом СО2-лазер издавал все более приглушенный звук. С лазером Er: YAG было больше обломков в воздухе. Во время облучения Er: YAG было очень небольшое грубое сокращение; Напротив, после первого прохода СО2-лазера сразу же наблюдалось видимое сокращение кожи во время второго и третьего проходов. Было точечное кровотечение, связанное с Er: YAG-лазером, которое увеличивалось при более глубоком лечении. После первого прохода на поверхности участков, обработанных Er: YAG, было меньше мусора. Не было необходимости вытирать мусор между последующими проходами с помощью лазера Er: YAG.
Эритема
Протокол документировал только наличие или отсутствие, но не степень эритемы. Однако всякий раз, когда эритема присутствовала с обеих сторон, она была больше на стороне, обработанной лазером CO2. Эритема была отмечена через 2 недели у 14 пациентов (67%) на стороне, получавшей Er: YAG, и у 20 пациентов (95%) на стороне, получавшей CO2. Через 2 месяца на 5 (24%) сторонах, обработанных лазером Er: YAG, и на 13 (62%) сторонах, обработанных лазером CO2, наблюдалась некоторая степень эритемы. У двух субъектов (10%) через 6 месяцев на стороне лечения СО2 все еще наблюдалась легкая эритема; ни у кого не было эритемы через 6 месяцев после лечения лазером Er: YAG. Для сравнения частоты возникновения эритемы для каждого временного интервала использовался точный критерий Фишера. Значения P были 0,09, 0,01 и 0,03 для 1, 2 и 8 недель соответственно. Однако разница в эритеме между двумя сторонами не была столь значительной по сравнению с лечением с использованием 2-3 проходов CO2-лазера и 5 или более проходов Er: YAG-лазера.
Отек (припухлость)
С обеих сторон всегда сразу после процедуры появлялись отеки. Набухание в участках, обработанных лазером Er: YAG, как правило, рассасывалось раньше; однако точный тест Фишера не показал значительных различий в частоте возникновения отеков для всех временных интервалов (наименьшее значение P было 0,12 в течение 1 недели).
Гиперпигментация
Частота гиперпигментации была одинаковой с обеих сторон, т.е. 5 (24%) сторон, обработанных Er: YAG, и 6 (29%) сторон, обработанных CO2. Разрешение гиперпигментации было отмечено на 6-месячном наблюдении во всех случаях без какого-либо вмешательства.
Гипопигментация или демаркационная линия
На 1 (5%) стороне, обработанной лазером Er: YAG — и 9 (43%) сторонах, обработанных лазером CO2, через 6 месяцев после лечения была видимая демаркационная линия на границе между обработанной и необработанной кожей. Эти случаи гипопигментации значительно различались (χ2, P <0,05).
Инфекция и рубцы
Ни у одного из субъектов не было обнаружено инфекций с обеих сторон, и ни у одного не образовались рубцы с обеих сторон.
Микроскопическая оценка
Степень повреждения как качественно, так и количественно оценивалась между участками, обработанными лазером Er: YAG, и участками, обработанными лазером CO2. Все образцы биопсии показали полное удаление эпидермиса. Глубина коагуляционных изменений коллагеновых и эластических волокон колебалась от 50 до 200 мкм в образцах, обработанных CO2 (в среднем, 90 мкм), по сравнению с 30-50 мкм (в среднем, 45 мкм) для образцов из участков, обработанных Er: YAG. На двух участках, обработанных CO2, были обнаружены оживленные периваскулярные лимфоцитарные инфильтраты в средней зоне кожи. Образцы двуногих сторон, обработанных Er: YAG, не имели значительного воспаления.
Что касается образцов биопсии через 6 месяцев после операции, в 1 случае не было фиброплазии на участке, обработанном Er: YAG, по сравнению с реакцией субэпидермального фиброзирования толщиной 200 мкм на участке, обработанном CO2. Во втором случае аналогичная субэпидермальная фиброзная полоса толщиной 75 мкм присутствовала на участке, обработанном CO2, в то время как участок, обработанный Er: YAG, обнаружил зону фиброплазии размером 475 мкм.
Улучшение морщин
Исследователи оценили сторону, обработанную лазером СО2, с относительно лучшими результатами при оценке всех субъектов. Совокупные баллы (исследователи, субъекты и объединенные данные комиссии) показали статистически значимую разницу между двумя видами лазерной обработки, когда в расчетах были учтены все субъекты (P <0,03), причем CO2-лазер показал большее улучшение, чем Er:YAG-лазер. Однако, когда включались только субъекты, прошедшие 5 или более проходов Er: YAG-лазера, оценки улучшения морщин существенно не различались.
Обсуждение исследования
Импульсные или сканированные СО2-лазеры в настоящее время являются своего рода эталоном критериев для лазерной шлифовки кожи. Большинство первоначальных исследований проводилось на пациентах с сильным фотостарением и глубокими морщинами. В последнее время для шлифовки был разработан ряд Er:YAG-лазеров с ламповой накачкой и нормальным режимом работы.
Результаты этого исследования показывают, что лечение лазером Er: YAG при такой же плотности энергии на импульс и количество проходов, что и лечение лазером CO2, дает более поверхностную абляцию, способствует более быстрому заживлению и менее эффективно. Наши результаты также показывают, что за счет увеличения количества проходов лазера Er: YAG (≥5) глубина травмы может быть увеличена, чтобы имитировать результаты шлифовки стандартным лазером CO2.
Подобно химическому пилингу и дермабразии, лазерная шлифовка разрушает кожу на контролируемую глубину. Тот факт, что 3 радикально разных механизма — механическое удаление ткани (дермабразия), химический ожог (пилинг) и термический ожог (лазер) — могут дать отличные клинические результаты, указывает на то, что процесс заживления раны в основном определяет клинический результат, а не точный метод повреждения тканей как такового. Следовательно, можно ожидать сильной корреляции между продолжительностью и степенью заживления ран и клинической эффективностью. Это исследование подтверждает эту гипотезу. Действительно, разумно предположить, что для лечения фотостарения кожи можно использовать любые средства разрушения с контролируемой глубиной. Различия в эффективности применения разных лазеров должны быть связаны с факторами, влияющими на реакцию заживления ран. Результаты этого исследования показывают, что как эффективность, так и продолжительность заживления ран связаны с общей анатомической глубиной некроза, включая остаточное термическое повреждение. Поверхностное повреждение, более быстрое заживление и более низкая эффективность наблюдались при использовании лазера Er: YAG при использовании менее 5 проходов лазерной обработки. Поэтому мы предполагаем, что лазер Er: YAG может лучше подходить для лечения легких фотоповреждений — с оговоркой, что лазер CO2 может работать так же хорошо, когда его используют для получения аналогичной глубины повреждения.
Механизмы повреждения тканей во время лазерной шлифовки включают удаление путем испарения слоя у поверхности, термический коагуляционный некроз клеток в остаточном слое, термическую денатурацию белков внеклеточного матрикса в остаточном слое и более глубокую зону сублетального термического повреждения. Кроме того, некоторые фотомеханические повреждения могут возникнуть в случае облучения Er: YAG. В коже вода является основным поглотителем длин волн лазеров как CO2, так и Er: YAG. При длине волны 10,6 мкм CO2-лазера µa (коэффициент поглощения) = 600 см-1 в коже, так что оптическая энергия CO2-лазера поглощается слоем толщиной от 15 до 20 мкм. Для Er: YAG-лазера с длиной волны 2,9 мкм µa = 10 000 см-1, так что оптическая энергия поглощается слоем толщиной около 1 мкм. Глубина оптического проникновения ограничивает точность и глубину повреждения тканей. Таким образом, повреждение кожи лазером Er: YAG могло бы быть более точным и поверхностным, чем при использовании лазера CO2, более чем на порядок. Однако это не относится к лазерным устройствам Er: YAG, доступным в настоящее время, как объясняется ниже.
Теплопроводность на заданном расстоянии требует времени, и концепция «времени тепловой релаксации» для оптически нагретого слоя полезна. Минимальная глубина повреждения достигается, когда оптическая энергия передается за время, меньшее, чем время тепловой релаксации для непосредственно нагретого слоя, то есть глубина оптического проникновения. Время тепловой релаксации в микросекундах приблизительно равно квадрату толщины слоя в микрометрах. Когда энергия Er: YAG-лазера доставляется в импульсе менее 1 микросекунды, можно удалить и / или повредить слой ткани толщиной всего несколько микрометров, как подробно показано Уолшем и др. доставляемый коротким импульсом менее примерно 1 миллисекунды, можно удалить и / или повредить слой ткани толщиной всего несколько микрометров.
В общем, когда энергия лазера доставляется в течение времени, превышающего время тепловой релаксации для оптического проникающего слоя, глубина повреждения увеличивается из-за теплопроводности во время лазерного импульса. При длительности импульса, намного превышающей время тепловой релаксации, как это справедливо для Er: YAG-лазера, использованного в этом исследовании, глубина повреждения намного больше, чем глубина оптического проникновения. Это было подтверждено нашим гистологическим открытием, что термическое повреждение лазером Er: YAG распространяется по крайней мере на 30 мкм ниже поверхности абляции.
Во время шлифовки Er: YAG лазером, вероятно, возникают акустические волны большой амплитуды. В то время как CO2-лазер излучает плавный временной импульс, релаксационные колебания в Er: YAG-лазерах вызывают серию флуктуирующих «микроимпульсов» в течение 300-микросекундной длительности импульса. Было показано, что эти микроимпульсы способствуют более интенсивному процессу абляции во время взаимодействия Er: YAG-лазера с тканями. Резкий щелчок, слышимый во время шлифовки Er: YAG-лазером, соответствует удалению ткани микроимпульсами. Неизвестно, какую роль может сыграть фотомеханическое повреждение при шлифовке Er: YAG лазером. Мы не наблюдали повреждения глубоких тканей, которое было описано в результате фотомеханического повреждения, вызванного эксимерным лазером.
Еще одно очевидное последствие остаточного термического повреждения во время лазерной шлифовки — немедленная усадка из-за денатурации коллагена I типа. Примерно при температуре от 60 ° C до 70 ° C фибриллярный коллаген I типа претерпевает переход спираль-спираль, который сильно укорачивает волокна примерно на 30%. Коллаген ориентирован преимущественно в плоскости кожи, так что при взгляде сверху кожа кажется сокращающейся (она также увеличивается в толщине, что не так легко увидеть). Это не наблюдается, если не задействована дерма. Роль усадки коллагена в эффективности лазерной шлифовки неизвестна, но часто считается само собой разумеющимся. Кажется настолько логичным, что очевидное, немедленное сокращение кожи «подтянет» лицо, уменьшив морщины. Однако денатурированный коллаген подвержен быстрой деградации протеазами и распадается в течение нескольких дней. Если бы усадка коллагена была абсолютным требованием для клинического улучшения, химический пилинг и дермабразия просто не работали бы. Насколько нам известно, пока нет убедительных доказательств того, что усадка коллагена играет важную роль в лазерной шлифовке кожи. Таким образом, результаты этого исследования показывают, что и Er: YAG, и импульсный CO2-лазеры эффективны для лечения фотостарения, с важными различиями, связанными с меньшим количеством остаточных термических повреждений при использовании Er: YAG-лазера. Общая анатомическая глубина некроза тканей, включая остаточное термическое повреждение, является основным фактором, определяющим как эффективность, так и время заживления. При одинаковой плотности потока энергии и количестве проходов лазер Er: YAG вызывает меньшее количество остаточных термических повреждений и, следовательно, меньшую общую глубину некроза тканей — с более быстрым заживлением и менее эффективным лечением более глубоких морщин. По той же причине гемостаз несколько хуже при использовании Er: YAG-лазера. При большем количестве проходов лазера Er: YAG для достижения глубины некроза тканей, аналогичной обычной шлифовке с помощью лазера CO2, эффективность была аналогичной, с тенденцией к более быстрому заживлению. Лазер Er: YAG, по-видимому, лучше подходит для лечения легких фотоповреждений и пациентов с плохой переносимостью эритемы после лечения. Хотя более глубокая или многократная обработка лазером Er: YAG может имитировать стандартную шлифовку поверхности лазером CO2, также вероятно, что лечение лазером CO2 с низкой плотностью потока энергии за один проход будет в значительной степени имитировать результаты лазера Er: YAG. Поэтому мы предполагаем, что основными переменными при шлифовке кожи являются пациент и врач.