Лазерная процедура — фракционная шлифовка

Исследование фракционной шлифовки углекислотным лазером CO2: лучшие плотности потока посредством клинической, гистологической и ультраструктурной оценке.

 

---

Франческа Пригнано, Доктор медицины, кандидат наук, Дилетта Бончиани, Доктор медицины, Пьеро Камполми, Доктор медицины, Жованни Каннароццо, Доктор медицины, Паоло Бонан, Доктор медицины, и Торелло Лотти, Доктор медицины.

Департамент дерматологических наук, Флорентийский университет, Флоренция, Италия.

---

 

Резюме: Фракционная шлифовка – это лазерная процедура, в ходе которой создаются многочисленные зоны микроскопических термальных повреждений с контролируемой шириной, глубиной и плотностью. Эти зоны окружены сохраненной тканью эпидермиса и дермы, что обеспечивает быстрое заживление вызванного лазером термального повреждения.

Цель: Оценить безопасность и эффективность фракционной углекислотной CO2 лазерной системы при обработке фотоповрежденной кожи с клинической, гистологической и ультраструктурной оценкой, уделяя особое внимание одному из параметров лазерной системы, а именно плотности потока.

Материалы и методы: 12 пациентов с типами кожи за Фитцпатриком от II до III с фотоповрежденной кожей перенесли фракционную лазерную процедуру с одним поверхностным проходом на лице и предплечье. Была проведена оценка клинического результата, а также гистологических и ультраструктурных изменений.

Результаты: В результате оптической (световой) микроскопии биопсий получили важную информацию об изменениях кожи в три разные моменты времени после фракционной процедуры, особенно что касается выявления различий в уровнях плотности потока, используемой для трех групп пациентов.

Заключение: Фракционная шлифовка предлагает значимые хирургические преимущества, что позволяет достичь великолепных эстетических результатов в балансе с биологической структурой. Кроме того, проведенное нами исследование продемонстрировало, что уже при 2,07 и 2,77 Дж⁄см2, вместо 4,15 Дж⁄см2, можно получить биологическую реакцию без образования рубцов.

Введение

 

Аблятивная шлифовка с использованием углекислотных источников CO2 и дополнительных систем сканирования представляет собой золотой стандарт в борьбе с фотостарением кожи лица.
Эффекты этого вида технологии включают устранение эпителия поврежденных поверхностей, стягивание коллагеновых волокон (с последующим стягиванием кожи), а также неоколлагенез.

 

Корреспонденция: Франческа Пригнано, Доктор медицины, кандидат наук, Департамент дерматологических наук, Piazza Indipendenza, 1150129 Флоренция, Флорентийский университет, Флоренция, Италия.

E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Принято для публикации: 21 апреля 2011 года

При этом, этот метод характеризуется продолжительным послеоперационным восстановлением, включая затяжную реэпителизацию, устойчивую эритему, затяжную и перманентную гипопигментацию, а также возможное образование рубцов, особенно при обработке участков вне лица.

Таким образом, период реабилитации, характерный для данного метода, вместе с высокой степенью появления нежелательных побочных эффектов всегда ограничивали его применение до ограниченного числа пациентов.

Великолепные результаты, получаемые в результате использования данной техники, стали стимулом для многих производителей лазеров в поиске методов и технологий, которые могли бы давать похожие результаты, минимизируя при этом время восстановления и побочные эффекты.

Из этих соображений берут свое начало фракционные модальности с тем же лазерным источником – CO2 при 10 600 нм.

Фракционный фототермолиз (ФФ) – это механизм обработки кожи, при котором образуется ряд микротермальных зон термального повреждения в эпидермисе и дерме.

Преимуществом ФФ с помощью выборочного фототермолиза является бóльшая безопасность с сохранением клинической эффективности по сравнению с традиционными аппаратами. Дерматологи получили превосходные результаты обработки кожи азиатского типа, а также таких состояний как мелазма, фотостарение, мелкие морщины, пойкилодермия, растяжки и рубцы3; некоторые другие исследования продемонстрировали такие же результаты также и при обработке кожи европейского и азиатского типов.

Благодаря использованию сканнера, управляемого с помощью системного программного обеспечения, можно получить микрозоны термального повреждения, окруженные здоровыми тканями. Процент сохраненной ткани – от 60% до 90%.

Очевидно, что количество возможных комбинаций рабочих параметров, таких как интервал (расстояние), длительность импульса и энергия импульса, позволяет получать разные эффекты и, таким образом, обрабатывать разные поражения, вызванные фотостарением. Более того, многосторонность системы также дает возможность получать положительные результаты при обработке травм и рубцов после акне, а также растяжек.

В других исследованиях клиническая эффективность и гистологическая реакция кожи после фракционной лазерной процедуры задокументирована скорость заживления эпидермиса с закрытием точек проникновения в промежутке от 24 до 48 часов.

В настоящем исследовании основная цель состояла в том, чтобы проанализировать все эти разные параметры, в частности, фокусируя внимание на изменении плотности потока.

Материалы и методы

 

В исследовании принимали участие 12 здоровых женщин-волонтеров европеоидной расы в возрасте от 50 до 60 лет с типами кожи за Фитцпатриком от II до III с фотоповрежденной кожей. У всех пациенток, для которых провели скрининг в каждой группе, был одинаковый уровень фотоповрежденной кожи (количество и глубина морщин, а также количество гиперпигментированных пятен). Распределение по группам было непроизвольным. Характеристики кожи, подлежащие оценке в этом опыте, включали: желтовато-сероватый вид, гиперпигментированнная поверхность, мелкие линии, жесткая кожа, текстура кожи с расширенными порами, а также глубокие морщины. Критериями включения в исследование были: отсутствие топических отшелушивающих процедур в течение 2 месяцев до лазерной процедуры; неприем орально фотосенсибилизирующих препаратов или ретиноидов в течение 8 месяцев до процедуры; отсутствие хирургических операций или терапий с локальными инъекциями в течение 8 месяцев до процедуры; отсутствие других фотоомолаживающих процедур с использованием аминолевулиновой кислоты в течение 8 месяцев до процедуры. Пациентов с положительным анамнезом касательно образования келоидов также исключили из исследования. После утверждения протокола исследования местным комитетом по этическим вопросам от каждого пациента получили проинформированное согласие.

За 2 дня до процедуры и 7 дней после процедуры, а также в случае отрицательных анамнестических данных об инфекции, всем пациентам вводили противогерпесную профилактику (Aciclovir).

Пациенты перенесли процедуру с одним поверхностным проходом углекислотного CO2 лазера, оснащенного сканнером, специально разработанным для фракционной шлифовки кожи (Smartxide Dot; DEKA, M.E.L.A., Флоренция, Италия), на коже предплечья и лица. Пациентов разделили на 3 группы (A, B и C), в каждой группе было по 4 пациента, процедуру для них проводили с тремя разными уровнями плотности потока (2,07, 2,77, и 4,15 Дж/см2), в то время как другие параметры были одинаковые (время выдержки -1000 мкс, интервал – 500 мкм, размер пятна - 120 мкм).

Ход процедуры:
• Перед процедурой исключительно для клинической оценки сделали стандартизированный цифровой снимок зоны, подлежащей обработке, (лицо).
• Первую процедуру по фракционной шлифовке кожи провели на предплечье и лице каждого пациента, используя при этом плотность потока 2,07 Дж/см2 для пациентов из группы A, 2,77 Дж/см2 для пациентов из группы B и 4,15 Дж/см2 для пациентов из группы C.
• Через 24 часа после лазерной процедуры получили пункционную биопсию обработанной зоны (предплечье).
• Таким же образом две биопсии выполнили через 3 дня и через 7 дней после процедуры.
• Для клинической оценки стандартизированный цифровой снимок повторили на 7-ой день, через 1 месяц и через 12 месяцев после последнего сеанса.

Все биоптаты (образцы, взятые методом биопсии) обработали для оптической (световой) и электронной микроскопии

Оба метода провели в соответствии с обычными практиками.

Клинические фотографии сделали перед первым сеансом, а потом через 7 дней, 30 дней и 1 год, используя при этом цифровую камеру (Anthology; DEKA, M.E.L.A., Флоренция, Италия). Фотографии стандартизировали с помощью той же камеры (Canon Power Shot G6; Canon U.S.A Inc., Lake Success, Нью-Йорк, США), с той же обстановкой съемки, двойная вспышка, тот же свет в помещении и держатель для подбородка, чтобы получить одинаковое расстояние.

 

Гистологические и ультраструктурные результаты

 

• Через 24 часа после процедуры;

С использованием фракционной шлифовки был достигнут соответствующий гемостаз, и это было частично благодаря окружающей термальной зоне коагуляции и фиброзу в папиллярной дерме. Описанные выше характеристики, в основном, одинаковые для всех наблюдаемых образцов, но мы также выделили много других особых деталей:

• Через 24 часа после лазерного облучения при 2,07 Дж/см2:

Мы могли наблюдать эдему в соединении эпидермис – дерма; наблюдалась инфильтрация, состоящая из небольших и больших клеток. Более того, было значительное разделение между зоной эпидермис-дерма.

• Через 24 часа после лазерного облучения при 2,77 Дж/см2:

Расстояние между эпидермисом и дермой присутствовало вдоль всей наблюдаемой базальной мембраны. Наблюдался значительный клеточный инфильтрат, состоящий из небольших и средних клеток, в связи с увеличением коллагеновых волокон.

• Через 24 часа после лазерного облучения при 4,15 Дж/см2:

В межклеточных пространствах эпидермиса, в основном, в базальном слое, наблюдалась эдема.
По сравнению с предыдущими двумя уровнями плотности потока процент клеток среднего размера снизился, большинство из них демонстрируют веретеновидную морфологию.
Между зоной эпидермис – дерма наблюдалось значительное разделение.

• Через 72 часа после процедуры

Аблятивную зону полностью сменили инвагинированные клетки эпидермиса; на уровне рогового слоя были обнаруженымикроскопические экссудативные отмершие частицы, типичные для процедур после фракционной шлифовки.8

• Через 3 дня после лазерного облучения при 2,07 Дж/см2:

Наблюдались некоторые клетки, похожие на ‘‘загорелые клетки’’, или стягивание клеток на базальном уровне с поверхностным, средним и глубоким инфильтратом в дерме. Наблюдался увеличенный синтез коллагена; много клеток характеризовалось веретенообразной морфологией.

• Через 3 дня после лазерного облучения при 2,77 Дж/см2:

Наблюдалась межклеточная эдема и обильный клеточный инфильтрат на базальном уровне эпидермиса, также наблюдалось, что некоторые клетки напоминали ‘‘загорелые клетки’’ 

• Через 3 дня после лазерного облучения при 4,15 Дж/см2:

Количество коллагеновых волокон было значительно выше количества клеток.
Кроме того, увеличение количества коллагеновых волокон было взаимосвязано со временем выдержки лазера.
Наблюдалась значительная межклеточная эдема в базальном слое, связанном с суврабазальным слоем.

• Через 7 дней после процедуры наблюдалось:

Отшелушивание отмерших частиц с остаточным материалом на самой поверхностной части рогового слоя; в дерме наблюдалось увеличение количества веретенообразных клеток, указывая на сплошное присутствие активности фибробластов совместно с происходящим ремоделированием дермы.

• Через 7 дней после лазерного облучения при 2,07 Дж/см2:

Наблюдалось преобразование соединения эпидермис – дерма, а также уменьшение клеточного инфильтрата; боле того, по всей дерме наблюдалось много коллагеновых волокон.

• Через 7 дней после лазерного облучения при 2,77 Дж/см2:

Клеточный инфильтрат все еще присутствовал, был меньшим по сравнению с предыдущими процедурами.

• Через 7 дней после лазерного облучения при 4,15 Дж/см2:

Наблюдалось много коллагеновых волокон, увеличенных в количестве по сравнению с 3 днями после лазерного облучения при 4,15 Дж/см2.

Была заметна настолько, чтобы провести оценку, частичная реабсорбция эдемы.

После исследования под оптическим микроскопом образцы проанализировали под электронным микроскопом, чтобы лучше выделить результаты оптической микроскопии, чтобы в общем детально проверить тип клеток, присутствующих в инфильтратах.

Большинство клеток имели вытянутую морфологию, иногда веретенообразную, с гиперхромным ядром и двумя и более ядрами.

Цитоплазма этих клеток была богата на поляризованные органеллы, в общем, около коллагеновых волокон.
Более того, фибробласты, характеризующиеся большим ядром – с эухроматическим хроматином – в центре клеток, были окружены коллагеновыми волокнами, плотно собранными и состоящими из хорошо ориентированных тонких фибрилл с циклическим расположением.

Клинические результаты

Два дерматолога провели клиническую оценку эффективности, разделив результаты процедуры на 5 групп: без улучшений, слабые улучшения, умеренные улучшения, хорошие улучшения и отличные улучшения. Оценку провели отдельно по каждому из следующих параметров: сокращение видимых мелких линий, улучшение текстуры кожи, а также устранение ненадлежащей пигментации.

Клинические результаты обследовали на 7-ой день, 30-ый день и через 12 месяцев после процедуры. Они основывались на сравнении цифровых фотографий, сделанных до процедуры и в вышеуказанные сроки.

Оценка клинических результатов проводилась для каждого пациента в отношении улучшений в текстуре кожи и мелких линий, а также в отношении уменьшения ненадлежащей пигментации на основании.

 

У четверых пациентов из группы A (лазерное облучение при 2,07 Дж/см2) наблюдался короткий период восстановления (2–4 дня), хорошее сокращение видимых мелких линий, хорошее улучшение текстуры кожи, а также достаточное устранение ненадлежащей пигментации.

У четверых пациентов из группы B (лазерное облучение при 2,77 Дж/см2) наблюдалось немного более продолжительное время заживления по сравнению с группой A (3–5 дней), но более стойкие клинические результаты. В частности, мы наблюдали отличное сокращение видимых мелких линий, хорошее улучшение текстуры кожи, а также достаточное устранение ненадлежащей пигментации.

Последним четырем пациентам из группы C (лазерное облучение при 4,15 Дж/см2) потребовалось самое длительное время восстановления (7–9 дней) без значимых клинических результатов по сравнению с теми, которые прошли обработку лазером при 2,77 Дж/см2.

 

Обсуждение

 

Многочисленные исследования задокументировали улучшение состояния фотопостаревшей кожи после аблятивной процедуры с использованием углекислотного лазера CO211, а в последние годы во многих отчетах проведена оценка эффективности фракционной шлифовки, связанной с уменьшением побочных эффектов.

Несмотря на то, что точный механизм такого улучшения все еще обсуждается, он, вероятно, относится не только к высушиванию эпидермальной и поверхностной дермальной ткани с последующим заживлением, но и к рассеиванию термальной энергии - процесс, известный как остаточное термальное повреждение.

Нагревание дермы приводит к разрушению водородных связей в тройной спиральной структуре коллагеновых фибрилл и последующему приобретению случайной спиральной конфигурации - процесс, известный как денатурация.
Как только достаточное количество коллагеновых фибрилл пройдет через этот процесс, происходит немедленное стягивание кожи.

 

Считается, что это обеспечивает более компактную матрицу для откладывания нового коллагена в ответ на образование раны. Это неоколлагенез, который, как считается, отвечает за продолжительное улучшение состояния подтянутости кожи и ритидов.

В настоящем исследовании мы провели оценку не только безопасности и эффективности фракционного углекислотного лазера CO2, уже проведенную в предшествующих исследованиях6-8, но также мы провели оценку реакций кожи на фракционную лазерную процедуру с применением разных параметров для демонстрации эффективности каждого отдельного уровня плотности потока при фотоомоложении.

Результаты настоящего исследования продемонстрировали, что фибробласты играют ключевую роль в получении нескольких результатов; как ранее было продемонстрировано другой работой нашей группы: мы можем также добавить согласно результатам настоящего исследования, что фибробласты играют значительную роль в эпителиально–мезенхимальных взаимодействиях, выделяя разные факторы роста и цитокины, оказывающие прямое влияние на пролиферацию эпидермиса, дифференциацию и формацию внеклеточного матрикса (ВКМ).

Фибробласты - это гетерогенная и обильная популяция клеток, находящихся в многочисленных тканях, мезенхимального происхождения. Фибробласты дермы имеют много функций, а не только синтез и откладывание компонентов ВКМ, но также и пролиферация и миграция в ответ на хемотаксическую, митогенную и модулирующую деятельность цитокинов.

Более того, фибробласты выделяют растворимые факторы, которые распространяются до вышележащего эпидермиса и влияют на кератиноциты паракринным образом. Фибробласты дермы способствовали развитию идентифицируемых слоев кератиноцитов в базальные, шиповатые, гранулярные и ороговевшие слои, способствуя пролиферации кератиноцитов.

Фибробласты выпускают цитокины и факторы роста, обладающие аутокринным и паракринным эффектами. Таким образом, включенные в дермальный субстрат, они играют роль в производстве ВКМ и стимулирующих факторов роста, обеспечивающих оптимальную среду для поддержания реэпителизации эпидермиса и улучшения заживления раны.

Дальнейшая цель настоящего исследования состояла в том, чтобы проверить модуляцию клеточных популяций в коже после фракционной CO2 лазерной шлифовки с применением разной плотности потока, после клинических.
Полученные с помощью оптического микроскопа имиджи показали, что уже через несколько часов после лазерной процедуры при 2,07 Дж/см2 наблюдались заслуживающие внимания биологические изменения. Между межклеточными зонами наблюдалось расстояние эпидермис – дерма, а также присутствие клеток с морфологическим аспектом, напоминающим ‘‘загорелые клетки’’ в базальном слое.

Более того, наблюдались (с привязкой по времени) инфильтрирующие поверхностные и средние дермальные клетки небольшого и среднего размера.

После процедуры с использованием лазерного облучения при 2,77 Дж/см2 некоторые из вышеперечисленных результатов были похожи: присутствие средних и больших клеток, а также значительного фиброзного компонента. ‘‘Загорелых’’ клеток не было.

После процедуры с использованием лазерного облучения при4,15 Дж/см2 наблюдалось значительное сокращение клеток среднего размера с большим преобладанием фибробластов; в общем в поверхностной дерме около соединения эпидермис – дерма и большое количество коллагеновых волокон. Ультраструктурная оценка подтвердила то, что клетки большого размера были фибробластами.

---

 

Все эти данные позволили нам предположить, что фракционный лазер – это хирургический инструмент, который может достичь важных биологических реакций.

После процедуры с использованием лазерного облучения при 2,07 и 2,77 Дж/см2 реакции ткани были похожими и соответствовали физиологическим биологическим реакциям при заживлении ран18; вероятно, отличия плотности потока двух типов только количественные, и они будут и далее исследоваться.

После процедуры с использованием лазерного облучения при 4,15 Дж/см2 полученные нами результаты отличались от сообщаемых другими авторами (Готкин и др.7), но и клинические, и гистологические данные, полученные в результате биопсий наших пациентов, доказывают, что преимущества по сравнению с результатами, полученными при 2,07 и 2,77 Дж/см2 , не наблюдались. Более того, исследования с помощью электронной микроскопии далее продемонстрировали, что после процедуры с использованием лазерного облучения при 4,15 Дж/см2 присутствует большее количество коллагеновых волокон; так, используя более высокие уровни плотности потока с целью ускорения процесса получения результатов, можно столкнуться с бóльшими рисками, нежели при использовании более низких уровней плотности потока.

Даже при том, что полученные нами гистологические результаты были привязаны к 7 дням (последняя временная точка), клинические результаты наблюдались и далее, а клинический успех аппарата очевиден.
Более того, мы планируем и далее наблюдать за этими пациентами для дальнейшей проверки клинических результатов.

Заключения

 

Фракционная шлифовка предлагает значительные хирургические преимущества, позволяя достигать превосходные эстетические результаты в балансе с биологическими структурами. Кроме того, проведенное нами исследование демонстрирует, что уже при 2,07 и 2,77 Дж/см2 можно получить биологическую реакцию (в плане реэпителизации) без образования рубцов.

 

Справочная литература

1 Захарий С.Б. Модулируя лазер Er:YAG. Lasers Surg Med 2000; 26: 223–6.
2 Манштайн Д., Херрон Г.С., Синк Р.К. и др. Фракционный фототермолиз: новое концептуальное ремоделирование кожи с помощью микроскопических моделей термального повреждения. Lasers Surg Med 2004; 34: 426–38.
3 Лаубах Х., Хан Х.Х., Риус Ф. и др. Реакции кожи на фракционный фототермолиз. Lasers Surg Med 2006; 38: 142–9.
4 Анкона Д., Катц Б.Е. Проспективное исследование улучшения в состоянии морщин около глаз и поднятии брови благодаря новому фракционному лазеру CO2 – фракционный лифтинг век. J Drugs Dermatol 2010; 9: 16–21.
5 Сасаки Г.Х., Травис Х.М., Такер Б. Фракционная шлифовка углекислотным лазером CO2 фотопостаревшей кожи лица и не лица: гистологические и клинические результаты и побочные эффекты. J Cosmet Laser Ther 2009; 11: 190–201.
6 Голд М.Х., Хес А.Д., Бирон Дж.А. Клиническая оценка фракционного лазера SmartSkin при обработке фотоповреждений и рубцов от акне. J Drugs Dermatol 2009; 8(11 Suppl.): s4–8.
7 Готкин Р.Х., Сарнов Д.С., Каннароццо Г. и др. Аблятивная шлифовка кожи с помощью нового микроаблятивного углекислотного лазера CO2. J Drugs Dermatol 2009; 8: 138–44.
8 Ханташ Б.М., Беди В.П., Судиредди В. и др. Лазерное трансэпидермальное устранение дермальной части с помощью фракционного фототермолиза. J Biomed Opt 2006; 11: 041115.
9 Ханташ Б.М., Беди В.П., Кападиа Б. и др. Гистологическая оценка in vivo нового аппарата для аблятивной фракционной шлифовки. Lasers Surg Med 2007; 39: 96–107.
10 Пригнано Ф., Песцителли Л., Бекатти М. и дрl. Ультраструктурные и функциональные изменения митохондрии в коже витилиго по периферии патологического очага. J Dermatol Sci 2009; 54: 157–67.
11 Вайнштайн C. Шлифовка углекислотным лазером. Долговременное наблюдение 2123 пациентов. Clin Plast Surg 1998; 25:109–30.
12 Роксар C..K, Фитцпатрик Р.Е.. Лечение мелазмы фракционным фототермолизом: пилотное исследование. Dermatol Surg 2005; 31: 1645–50.
13 Таннус З.С,, Астнер С. Применение фракционной шлифовки в лечении устойчивой к терапии мелазмы. J Cosmet Laser Ther 2005; 7: 39–43.
14 Берузан Д.С., ГОлдберг Л.Х., Дай Т. И др. Фракционный фототеролиз при устранении хирургических рубцов: описание случаев. J Cosmet Laser Ther 2006; 8: 35–8.
15 Каувар А.Н., Вальдорф Х.А., Геронемус Р.Г. Гистопатологическое сравнение ‘‘безугольных’’ углекислотных лазеров. Dermatol Surg 1996; 22: 343–8.
16 Верцар Ф., Наги И.З. Электронный микроскопический анализ термальной денатурации коллагена в сухожилиях хвоста крыс. Gerontologia 1970; 16: 77–82.
17 Росс Е.В., МкКинли Дж.Р., Андерсон Р.Р. Почему работает углекислотная шлифовка? Обзор. Arch Dermatol 1999;
135: 444–54.
18 Пригнано Ф., Камполми П., Бонан П. и др. Фракционный углекислотный лазер CO2: новый терапевтический аппарат для фотобиомодуляции ремоделирования ткани и пути цитокинов при восстановлении ткани. Dermatol Ther 2009; 22(Suppl. 1): S8–15.
19 Чанг Н.Й., Хи Й.Т., Дудуа С. И др. Разнообразие, топографическая дифференциация и позиционная память в человеческих фибробластах. Proc Natl Acad Sci USA 2002; 99: 12877–82.
20 Кларк Р.А.Ф. Восстановление ран: обзор и общие суждения. В: RAF Clark ed. Молекулярная и клеточная биология восстановления ткани. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Plenum Press; 1996: pp. 3–35.
21 Эль-Гальбзури А., Гиббс С., Ламме Е. и др. Воздействие фибробластов на восстановление эпидермиса. Br J Dermatol 2002; 147: 230–43.
22 Боксман И., Ловик С., Арден Л., Понек М. Модуляция производства IL и активности IL-1 путем взаимодействия кератиноцитов и фибробластов. J Invest Dermatol 1993; 101: 3