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一文读懂:色素性激光治疗色斑的作用原理

丛博士护肤课堂  · 公众号  ·  · 2024-04-04 07:30

正文



在美容皮肤科学中,将针对色素性皮损的激光称之为 “色素性激光”(Pigment Lasers或Pigment Specific Lasers)


广义的“色素性激光” 包括了所有对去除色素性皮损有益的激光设备。

如剥脱性激光、点阵激光、短脉冲调Q激光、皮秒激光和长脉冲激光,甚至是主要作用于血管的脉冲染料激光在参数设置合理,患者选择合适的情况下,对色素性皮损也有一定的作用。


剥脱性CO 2 激光通过直接剥脱表皮层来去除色素(类似于化学剥脱术),这种激光创伤大,术后存在创面愈合问题,并容易遗留色素沉着。目前已很少用于去除色斑,尤其在深肤色人群中。

点阵激光通过“局灶性光热作用”原理,一个激光束被分成数千个距离相同的“微光束”,在皮肤中产生微热损伤区(MTZ),在每个MTZ内,大约7天左右皮肤开始通过排出坏死组织( 被称为表皮坏死微碎片,MEND)来修复,MEND(Microscopic Epidermal Necrotic Debris )由凝结的黑色素、弹性蛋白和真皮成分组成 [1]


点阵激光通过形成MENDs来促进表皮黑色素排出的机制被称为 “色素穿梭”(melanin shuttle)


上述激光并不是直接作用于黑色素来发挥作用的。


而狭义的“色素性激光”指通过作用于黑色素达到治疗色素性皮损目的的激光技术。

这类激光主要是短脉冲的调Q激光和皮秒激光。

长脉冲长波长激光通过光热作用发挥作用,主要用于治疗黄褐斑。


调Q激光

调Q激光,又称为Q开关(Q-switched)激光,与皮秒激光均属于短脉冲激光。

短脉冲激光指脉冲持续时间(即脉宽)< 1μs(1000 ns)。

在超过1 μs 的脉冲持续时间中,热扩散是主要作用,并且可能发生热损伤。

脉宽在1 μs 以内,光机械(光声)作用占主导地位,而脉宽在1 μs 以上,光热作用占主导地位。 这被称为“一微秒规则” [ 2]


激光的“一微秒规则”图源:《现代激光美容》


调Q激光是纳秒级的激光 ,其脉冲持续时间小于靶组织黑素小体的热驰豫时间(约250-1000 ns),因此 可以达到“选择性光热作用 ”,从而避免靶组织之外的正常组织受到热损伤。


同时,调Q激光的脉宽通常在几十个纳秒左右,远低于“一微秒规则”中所说的小于< 1μs(1000 ns)。,也远低于靶组织黑素小体的热驰豫时间(平均500 ns)。

因此, 调Q激光主要是通过光声作用作用于黑素小体,发挥治疗色素性皮损作用的


短脉冲激光(如调Q激光)发挥的光声作用,虽然归类于光机械作用,但与通常所说的光机械作用不同。

真正的光机械作用,主要指“光破坏”作用(Photodisruption)

“光破坏”通过 等离子体 产生的机械冲击波破坏靶目标。

光机械效应依赖于等离子体的产生 ,这一过程被称为“光学击穿”(Optical Breakdown,OB)或称 激光诱导的光击穿(laser-induced optical breakdown,LIOB) ,随后是冲击波的产生、空化及射流形成 [2]


而调Q激光和皮秒激光的光声作用,又称为“光热机械作用” [3]


调Q激光、皮秒激光的“光热机械作用”的原理及过程如下 [3]


表皮黑素小体或纹身颗粒吸收脉冲激光后,由于 脉宽短于热驰豫时间和应力弛豫时间(Stress Relaxation Time,SRT) ,靶组织(黑素小体或纹身颗粒)没有时间将热量传导到周围组织,热量快速在靶组织中聚集,并导致快速升温,黑素小体会称为形成微气泡的成核位点。


多个黑素小体或是纹身颗粒会形成相互分离的微气泡。而这些微气泡会增大、融合、膨胀。


最终热膨胀(物理学上称为热弹性膨胀)通过发射冲击波来释放能量!

调Q激光、皮秒激光爆破色斑就是利用的光声作用 (光热机械作用) 原理。


短脉冲激光光冲击波的形成 图源:baidu

LIOB Vs 短脉冲激光的光热机械作用

图源:参考文献 [3]


皮秒激光

皮秒激光是指输出脉宽在皮秒级别的激光器,又称为亚纳秒激光,主要包括755 nm、532 nm、730nm、1064 nm等波长。

由于脉宽极短,皮秒激光可在瞬间实现极高的峰值功率,从而对靶色基产生光声作用,将纹身染料颗粒或黑素颗粒粉碎得更细小(与调Q激光相比),更易被巨噬细胞等嗜色素细胞清除,而炎症反应更轻 [4]

因此,皮秒激光较调Q激光在治疗纹身及大部分色素增加性疾病中疗效更好,不良反应更轻。


皮秒激光与调Q(纳秒)激光相比的优势是,由于脉宽更短,可以在相对低的能量下,达到与纳秒激光相同的光声作用,从而使不良反应更低。


理论上,脉宽越短,光声作用越强,可以讲黑素颗粒击的更细小。








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