Biofisica dei laser per il resurfacing del viso

Il concetto di fototermolisi selettiva consente al chirurgo di selezionare la lunghezza d'onda laser che viene assorbita al massimo dalla componente del tessuto bersaglio: il cromoforo tissutale. Il cromoforo principale per i laser ad anidride carbonica e ad erbio:YAG è l'acqua. È possibile tracciare una curva che riflette l'assorbimento dell'energia laser da parte dell'acqua o di altri cromofori a diverse lunghezze d'onda. È necessario tenere presente che altri cromofori possono assorbire un'onda di questa lunghezza. Ad esempio, a una lunghezza d'onda di 532 nm, l'energia laser viene assorbita dall'ossiemoglobina e dalla melanina. Nella scelta del laser, è necessario considerare la possibilità di assorbimento competitivo. L'effetto aggiuntivo di un cromoforo competitivo può essere desiderabile o indesiderabile.

Nei laser moderni utilizzati per la depilazione, il cromoforo bersaglio è la melanina. Queste onde possono anche essere assorbite dall'emoglobina, che è un cromoforo competitivo. L'assorbimento da parte dell'emoglobina può anche causare danni ai vasi sanguigni che irrorano i follicoli piliferi, il che è indesiderabile.

L'epidermide è composta per il 90% da acqua. Pertanto, l'acqua funge da cromoforo principale per i moderni laser per il resurfacing cutaneo. Durante il resurfacing laser, l'acqua intracellulare assorbe l'energia laser, bolle immediatamente ed evapora. La quantità di energia che il laser trasferisce al tessuto e la durata di questo trasferimento determinano il volume di tessuto evaporato. Durante il resurfacing cutaneo, è necessario far evaporare il cromoforo principale (acqua), trasferendo al contempo una quantità minima di energia al collagene circostante e ad altre strutture. Il collagene di tipo I è estremamente sensibile alla temperatura, denaturandosi a temperature comprese tra +60 e +70 °C. Un danno termico eccessivo al collagene può causare cicatrici indesiderate.

La densità energetica di un laser è la quantità di energia (in joule) applicata alla superficie di un tessuto (in cm²). Pertanto, la densità energetica è espressa in J/cm². Per i laser ad anidride carbonica, l'energia critica per superare la barriera di ablazione tissutale è di 0,04 J/cm². Per il resurfacing cutaneo, vengono solitamente utilizzati laser con un'energia di 250 mJ per impulso e uno spot di 3 mm. I tessuti si raffreddano tra un impulso e l'altro. Il tempo di rilassamento termico è il tempo necessario affinché il tessuto si raffreddi completamente tra un impulso e l'altro. Il resurfacing laser utilizza energie molto elevate per vaporizzare il tessuto bersaglio quasi immediatamente. Ciò consente di ottenere impulsi molto brevi (1000 μs). Di conseguenza, si riduce al minimo la conduzione di calore indesiderata verso i tessuti adiacenti. La potenza specifica, solitamente misurata in watt (W), tiene conto della densità energetica integrata, della durata dell'impulso e dell'area trattata. Un'idea sbagliata comune è che una minore densità di energia e di potenza riduca il rischio di cicatrici, quando in realtà una minore energia fa bollire l'acqua più lentamente, causando maggiori danni termici.

L'esame istologico delle biopsie prelevate immediatamente dopo il resurfacing laser rivela una zona di vaporizzazione e ablazione del tessuto, con una zona basofila di necrosi termica sottostante. L'energia del primo passaggio viene assorbita dall'acqua presente nell'epidermide. Una volta raggiunto il derma, dove c'è meno acqua per assorbire l'energia laser, il trasferimento di calore causa un danno termico maggiore a ogni passaggio successivo. Idealmente, una maggiore profondità di ablazione con un minor numero di passaggi e un minore danno termico conduttivo si traducono in un minor rischio di cicatrici. L'esame ultrastrutturale del derma papillare rivela fibre di collagene più piccole organizzate in fasci di collagene più grandi. Dopo il resurfacing laser, man mano che il collagene viene prodotto nel derma papillare, si accumulano molecole associate alla guarigione delle ferite, come la glicoproteina tenascina.

I moderni laser all'erbio possono emettere due fasci contemporaneamente. Tuttavia, un fascio in modalità coagulazione può aumentare il danno ai tessuti circostanti. Un laser di questo tipo causa un danno termico maggiore a causa della maggiore durata dell'impulso e quindi di un riscaldamento tissutale più lento. Al contrario, un'energia eccessiva può causare un'evaporazione più profonda del necessario. I laser moderni danneggiano il collagene con il calore generato durante la macinazione. Maggiore è il danno termico, maggiore è la sintesi di nuovo collagene. In futuro, i laser per macinazione che vengono ben assorbiti da acqua e collagene potrebbero trovare impiego clinico.

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