Москва:
+7 495 734 99 77
Санкт-Петербург:
+7 812 320 99 09
Киев:
+38 067 347 70 41
выбирая совершенство

Ремоделирование кожи лица при воздействии комбинированного высокоинтенсивного лазерного излучения

Ноябрь 07, 2020
Научные статьи Ремоделирование кожи лица при воздействии комбинированного высокоинтенсивного лазерного излучения

Н.А. Шанина, А.И. Яковенко, А.В. Патрушев, А.В. Самцов, В.Н. Плахов. Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, г. Санкт-Петербург.

Цель исследования: оценить патоморфологические изменения в коже после воздействия комбинированного Er:YAG и Nd:YAG лазера.

Материалы и методы. Обследовано 14 пациентов (2 мужчины и 12 женщин) в возрасте от 38 до 66 лет с признаками старения кожи лица (фототип по Fitzpatrick I – III). Были проведены 2 процедуры комбинированного (эрбиевого и неодимового) лазерного воздействия на аппарате «Fotona SP Dynamis» по методике «Fotona 4D» с интервалом в 1 месяц. Биопсия кожи выполнялась всем пациентам на скрининге и через 2 месяца после начала исследования.

Результаты. При гистологическом исследовании после лазерного воздействия отмечалось увеличение и толщины эпидермиса, повышение количества капилляров в дерме. Иммуногистохимическими методами выявлена повышенная экспрессия антигена CD34 в зонах новообразованных сосудов, а также увеличение количества и плотности коллагеновых волокон.

Вывод. Комбинированное лазерное излучение показало высокую эффективность ремоделирования кожи лица.

Ключевые слова: возрастные изменения кожи, лазерная терапия, эрбиевый и неодимовый лазеры, Er:YAG и Nd:YAG, биопсия кожи, гистологические и иммуногистохимические изменения кожи, Fotona 4D.

Введение. Внешний вид кожи является основным показателем возраста человека. В течение последнего десятилетия учеными проведено большое количество исследований с целью понять механизмы, регулирующие старение кожи, а также усовершенствовать методы лазерной коррекции возрастных изменений.

1.jpgДля достижения наилучшего эстетического результата при коррекции возрастных изменений поверхностных слоев кожи необходим оптимальный выбор метода и параметров лазерного воздействия. При этом изменение состояния кожи, связанное с реструктуризацией коллагенового каркаса, эластогенеза и синтеза основного вещества, не всегда совпадает по времени с внешними изменениями.

2.jpgВзаимодействие лазерной энергии на биологическую ткань зависит от плотности энергии, мощности, длительности и длины волны лазерного излучения. Лазерная энергия проникает в ткань на определенную глубину, поглощается, отражается или рассеивается определенными структурными компонентами. Происходящее взаимодействие определено длинной волны, временем контакта и оптическими характеристиками ткани-мишени.

3.jpgРезультативное действие зависит только от поглощённой лазерной энергии. Длительность одного импульса, и его пиковая энергия является важнейшей характеристикой лазерных систем. При снижении длины импульса лазерного излучения абляционный эффект становится более выраженным, при удлинении импульса наблюдается сочетание коагуляционного и абляционного эффекта, а применение сверхдлинных импульсов позволяет использовать только термическое воздействие без абляции.

4.jpgРазличают основные эффекты лазерного воздействия: фотохимический, фототепловой, фотомеханический. В нашей работе были использованы фотохимический и фототепловой эффекты. Неодимовый лазер действует на ткань, вызывая развитие гомогенного фототермолиза (фотохимический эффект), а фототепловой эффект связан с действием эрбиевого лазера. При фототермолизе энергия лазера поглощается объемом ткани за счет множества 4 молекул хромофоров (оксигемоглобина, меланина, воды, белковых структур) и преобразуется в тепловую с последующей коагуляцией.

5.jpgНагревание определенного объема ткани позволяет получить различные эффекты: коагуляция сосудов, изменение рубцовой ткани, эпиляция, неабляционное дермальное омоложение. Фототепловое действие, помимо эрбиевого лазера, может вызываться и другими лазерными системами (СО2 лазер; гольмиевый Нo:YAG).

В данном случае происходит селективный фототермолиз, то есть энергия лазерного луча поглощается только одним хромофором. При работе по коже и мягким тканям используются длины волн лазерных систем, поглощаемые молекулами воды, что и определяет характер воздействия. Эффект селективного фототермолиза дает возможность проведение процедур с четко определенной глубиной проникновения.

6.jpgНовые тенденции дерматологической лазерной терапии в течении последних лет основаны на применении комбинированных лазерных систем что позволяет существенно расширить спектр дерматологических показаний. Такое воздействие обладает большей терапевтической эффективностью по сравнению с монофакторными воздействиями.

В настоящее время наиболее часто для реализации программ многоуровневого омоложения используют следующие комбинации лазеров:

  • Er:YAG 2940 нм и Nd:YAG 1064 нм;
  • СО2-лазер 10600 нм и диодный лазер AsGa 1540 нм;
  • Тулиевый лазер и Er:Glass 1550 нм;
  • Александритовый лазер 755 нм и Nd:YAG 1064 нм.

Высокая эффективность комплексного лечения объясняется следующими факторами:

  • Синергизме;
  • Потенцировании;
  • Появлении новых лечебных эффектов;
  • Устранении нежелательных эффектов одного излучения другим;
  • Влиянии на большое количество структур кожи и звеньев патологического процесса;
  • Увеличении продолжительности последействия.

В нашей работе мы использовали комбинированное лазерное воздействие Er:YAG 2940 нм и Nd:YAG 1064 нм в четырех различных режимах. Для достижения желаемого результата использовалось неабляционное лазерное воздействие (НЛВ), позволяющее существенно сократить реабилитационный период.

В отличие от аблятивных процедур омоложения, НЛВ проходит без повреждения эпидермиса. Процесс неаблятивного кожного ремоделирования – это вызванное лазером подпороговое повреждение дермы, включая микроциркуляторную сеть, приводящее к регенераторным изменениям, стимуляции активности фибробластов и перестройки коллагена.

Обзор литературы, посвященный комбинированному НЛВ, показывает ограниченное число источников, в которых исследовалась эффективность такой коррекции. Так, Marini L. использовал комбинацию двух лазерных систем (Er: YAG и Nd: YAG). Nd: YAG лазер применялся в двух режимах с длительностью импульса 0,3 или 35 мс (LP режим), фракционно Er:YAG лазером с длительностью импульса 600 мкс. Были получены положительные результаты в виде улучшения текстуры кожи и снижения глубины морщин, которые сохранялись или продолжали улучшаться в течение 2-х месяцев после лечения. Побочные эффекты отсутствовали.

7.jpgВ другом исследовании использовали комбинации двух лазерных систем KTP 532 (Nd: YAG с кристаллом калий тетонин фосфат) и Nd: YAG 1064 нм, исследование показало заметное улучшение состояния кожи. Происходило уменьшение, индуцированной солнцем, неравномерной пигментации, лентиго, эритемы и телеангиоэктазии, а также улучшение текстуры и тонуса кожи. Авторы отметили, что комбинированное воздействие обоими лазерами значительно превосходит действие каждого в отдельности.

Цель исследования: оценить патоморфологические изменения кожи в результате воздействия комбинированного Er:YAG и Nd:YAG лазера.

Материалы и методы: Исследование проводилось у 14 пациентов (2 мужчины и 12 женщин) в возрасте от 38 до 66 лет с признаками старения кожи лица и шеи (фототип по Fitzpatrick I – III). Среднее значение индекса возрастных изменений кожи лица составило 29,5 баллов (от 23 до 35 по ИОВИЛК), что соответствует выраженным изменениям. При оценке старения кожи лица, используя классификацию И.И. Кольгуненко, в 40% случаев у пациентов наблюдался деформационный морфотип, в 33% – усталый и в 27% – смешанный.

Пациенты не применяли другие антивозрастные процедуры, как в ходе исследования, так и за 2 месяца до его начала. Всеми пациентами было подписано информированное согласие, которое было одобрено независимым локальным этическим комитетом Военно-медицинской академии (№189 от 23.05.2017г.), на проведение процедуры комбинированного лазерного омоложения, неинвазивных исследований и биопсии кожи. Работа проводилась на аппарате Fotona SP Dynamis по методике «Fotona 4D».

Методика состоит из четырех этапов. Первый этап (параметры: Er:YAG, d 5-7 мм, 7-10 Дж/см², 1,6 Гц) позволяет проводить неабляционную фототермическую реконструкцию кожи, контролируемое термическое повреждение коллагена при сохранении целостности эпидермиса, вызывает непосредственное сокращение коллагена и запускает процесс неоколагеногенеза, значительно повышает упругость и эластичность тканей.

Второй этап (Nd:YAG, d 4 мм, 25-50 Дж/см², 0,3 мс 2-5 Гц) обеспечивает фракционный эффект в объеме тканей, при этом происходит мелкоклеточная коагуляция тканей-мишеней, обеспечивается мощная стимуляция асептического воспаления и запуск неоколагеногенеза, фототермическая реконструкция поверхностных и средних слоев дермы.

8.jpgТретий этап (Nd:YAG, d 9 мм, 35-200 Дж/см², 1-5 с 2-5 Гц) – работа сверхдлинным импульсом Nd:YAG лазера. В данном случае обеспечивается глубокий и гомогенный нагрев кожи до уровня подкожно-жировой клетчатки.

Четвертый этап (Er:YAG, d 4-7 мм, MSP, 1,5 Дж/см², 8-30 Гц) – полировка поверхности кожи c использованием технологии «холодного» лазерного пилинга. Глубина воздействия от 5 до 10 микрон.

Были проведены две процедуры коррекции с интервалом в 1 месяц. Пациентам не применялась анестезия, но использовался аппарат Zimmer 6 для локального воздушного охлаждения кожи. Для предотвращения нежелательного эффекта в виде пигментации кожи использовали комбинированные фотопротективные, антисептические и стимулирующие процессы регенерации средства.

Эксцизионная биопсия кожи в области подбородка выполнялась до и через 2 месяца после начала исследования. Биоптаты размерами 5 х 9 мм фиксировались в 10% нейтральном забуференном формалине в течение 24 часов. В дальнейшем осуществлялась заливка материала по стандартной методике. На санном или ротоном микротоме изготавливались срезы толщиной 4-5 мкм, которые окрашивались гематоксилином и эозином и пикрофуксином по Ван-Гизону. Для изучения срезов, использовался микроскоп ZEIZZ Axio Imager A1. Для получения цифровых изображений использовали фотокамеру Leica DC 500.

Иммуногистохимическое исследование. Во всех исследованных случаях было выполнено иммуногистохимическое исследование с использованием первичных моноклональных антител к сосудистому маркеру CD34 и общему коллагену (таб. 1).

Таблица 1. Характеристика применяемых первичных антител.

Антитело/ clone

Время инкубации

Разведение

Система детекции

Производитель

Буфер

CD34 /QBEnd/10

30’

1:500

Real

Dako

TRS6.0

Коллаген /COL-94

30’

1:200

Real

Dako

TRS6.0

Результаты иммуногистохимического исследования оценивались в светлом поле с использованием микроскопа ZEIZZ Axio Imager A1. Для получения цифровых изображений использовалась фотокамеру Leica DC 500.

Исследованию подлежало 28 образцов ткани. Алгоритм анализа представлен следующими этапами: описание морфологической картины, измерение толщины эпидермиса, определение изменения количества капилляров методом «полей», оценка гистохимической окраски тканей методом по Ван-Гизону, интерпретация иммуногистохимического исследования.

Описание морфологической картины. Во всех случаях до проведения процедуры имелось истончение эпидермиса, явления атрофии. После применения исследуемого метода отмечается увеличение количества и активности фибробластов, повышение плотности соединительной ткани. Выявлена высокая эозинофильность основного вещества соединительной ткани как проявление активность фибробластов (рис. 1).

Рисунок 1 – Пациентка Д., до (А) и после (Б) курса коррекции: повышение плотности соединительной ткани, повышенная эозинофильность соединительной ткани (гематоксилин/эозин, увеличение 100х). В препаратах после проведенных процедур отмечается появление большого количества капилляров в дерме как один из этапов неоангиогенеза, который был активирован в процессе альтерации тканей лазером (рис. 2). Реактивные изменения эпидермиса в ответ на не абляционное воздействие лазером проявились в повышении его толщины (рис. 3).

Рисунок 2 – Пациентка Л., до (А) и после (Б) курса комбинированного лазерного воздействия: увеличение количества фибробластов, увеличение количества сосудов (гематоксилин/эозин, увеличение 100х).

Рисунок 3 – Пациентка А., до (А) и после (Б) курса комбинированного лазерного воздействия: повышение клеточности эпителия (гематоксилин/эозин, увеличение 100х).

Измерение толщины эпидермиса. Измерение проводили с использованием объектива микроскопа с измерительной линейкой. Пред измерением проведена процедура калибровки и определения единицы измерения. Высоту эпидермиса определяли от уровня базальных клеток до верхней границы блестящего слоя. Исключение рогового слоя из измерения обусловлено широкой вариабельностью его толщины. При изменении эпидермиса выявлено увеличение его толщины после применения неабляционного лазерного облучения (рис. 4).

Рисунок 4 – Пациентка Д., до (А) и после (Б) курса комбинированного лазерного воздействия: измерение толщины эпителия (гематоксилин/эозин, увеличение 100х). В среднем высота эпителиального пласта до воздействия лазера составила 38,03мкм ±0,59, после 59,4 мкм ±0,53.

Определение объемной плотности материала методом «полей». Измерение проводили с помощью наложения на изображение среза точечной сетки с 200 равноудаленными точками с последующим подсчётом числа совпадений точек с профилями капилляров (рис. 5).

Рисунок 5 – Пациентка Д. до (А) и после (Б) курса комбинированного лазерного воздействия: применение метода «полей» (гематоксилин/эозин, увеличение 100х). Дальнейшее вычисление относительной плотности производили в соответствии с принципом M. Delesse, согласно которому доля площади вещества в гетерогенной системе соответствует доле в поперечном срезе. В срезах ткани до применения лазерного облучения относительная плотность составила 12,33±1,74 у.е., после 18,83±1,50 у.е. Увеличение площади указывает на активацию неоангиогенеза в тканях после процедуры.

Оценка гистохимических изменений при окраске тканей методом по Ван-Гизону. Оценка гистохимического метода окраски тканей методом по Ван-Гизону позволяет окрасить коллагеновые волокна в красный цвет, остальную ткань в желтый. При окраске ткани пациентов после лазерного облучения отмечается более интенсивная окраска и увеличение количества коллагеновых волокон (рис. 6).

Рисунок 6 – Пациент С., до (А) и после (Б) курса комбинированного лазерного воздействия: увеличение количества и интенсивности окраски коллагеновых волокон (Окраска по Ван-Гизону, увеличение 100х). Интерпретация иммуногистохимического метода. При поведении иммуногистохимического исследования с моноклональными антителами к CD34 была отмечена повышенная экспрессия данного антигена в зонах новообразованных сосудов в препаратах после лазерного облучения (рис. 7).

Рисунок 7 – Пациентка Д., экспрессия CD34 до (А) и после (Б) курса комбинированного лазерного воздействия: гиперэкспрессия в зонах сосудов (увеличение 200х). Экспрессия общего коллагена свидетельствует об увеличении количества и плотности коллагеновых волокон после лазерного воздействия (рис. 8).

Рисунок 8 – Пациентка Д., экспрессия коллагена до (А) и после (Б) курса комбинированного лазерного воздействия: увеличение количества и плотности коллагена (увеличение 200х).

Обсуждение. Применение комбинированного эрбиевого и неодимового лазерного излучения является одним из наиболее перспективных методов коррекции возрастных изменений кожи в отечественной и зарубежной дерматокосметологии.

Использование нами Er:YAG/Nd:YAG лазера по методике «Fotona 4D» привело к существенным структурным изменениям как эпидермиса, так и дермы, которые легли в основу улучшения текстуры кожи и уменьшения глубины морщин. Отмечалось значимое увеличение толщины эпидермиса, а также повышение количества коллагеновых волокон в дерме, что, по-видимому, связано с длительной стимуляцией фибробластов. Дополнительно были активированы процессы неоангиогенеза, что подтвердилось повышенной экспрессией сосудистого маркера CD34 и увеличением количества капилляров.

Вывод. Все исследованные гистологические и иммуногистохимические изменения объективно показали происходящие процессы ремоделирования кожи под воздействием лазерного излучения. Данный эффект может быть использован не только с целью омоложения, но и для лечения целого ряда патологических процессов, например, рубцовых и атрофических изменений кожи.