Эффект, оказываемый пиковой мощностью на омоложение кожи, при использовании источников интенсивного импульсного света (IPL): оценка Lumecca IPL

Центр клинических исследований Теннесси, Ирвин, Калифорния, США

Аннотация

Проводилось исследование IPL системы с высокой пиковой мощностью (Lumecca) с целью определения корреляции между высокой пиковой мощностью и эффективностью лечения пигментных и сосудистых поражений кожи. Импульсы малой длительности (в пределах миллисекунд) и высокая пиковая мощность, равная 3.3 кВт/см², позволяли проводить избирательную и эффективную деструкцию не только пигмента, но и сосудов, в манере, сопоставимой с таковой у импульсных лазеров на красителях. Для достижения желаемых результатов достачно проведения только одной процедуры при низком флюенсе (8-16 Дж/см²).

Ключевые слова
Интенсивный импульсный свет IPL, эффект пиковой мощности, омоложение кожи

Введение

Технологии, использующие интенсивный импульсный свет (IPL), получили широкое распространение в эстетической медицине в процедурах омоложения кожи. Популярность IPL технологии выросла благадаря своей простоте, низкой стоимости и универсальности, что позволяет проводить данную процедуру при различных видах сосудистых и пигментных поражений кожи. Широкий спектр IPL охватывает видимую и ближнюю инфракрасную область спектра, и может быть легко настроен для специфического применения, что достигается использованием различных фильтров и выбором оптимальных параметров ламп. Такой спектр IPL можно применять для лечения пигментных поражений кожи с различной степенью агрессивности воздействия. Имеется множество различных пиков поглощения гемоглобина, а проникающая способность достигает нескольких миллиметров при более длинных волнах.

Другим преимуществом IPL является вариабельность длительности импульса, которая меняется в относительно широком диапазоне от нескольких миллисекунд до нескольких сотен миллисекунд. Энергия может быть доставлена в виде одиночного импульса или в виде последовательности импульсов.

Даже первые IPL устройства имели множество фильтров и сложную структуру импульса. В попытке добиться такой же эффективности при лечении поверхностных сосудистых поражений, как у импульсных лазеров на красителях, все дальнейшие усилия были направлены на оптимизацию широкого спектра излучения посредством применения различных отсекающих фильтров. Результаты лечения были сопоставимы, но при значительно более высоком, по сравнению с импульсными лазерами на красителях, флюенсе. Данные результаты можно интерпретировать двумя способами: либо IPL обладают меньшей избирательностью, либо их пиковая мощность ниже, чем у лазеров.

В основе лечения сосудистых или пигментных поражений лежит принцип «селективного фототермолиза», предложенный Anderson и Parish: а. Глубина проникновения света должна быть достаточной для достижения намеченных мишеней; b. Поглощение света мишенью должно быть больше, чем окружающими тканями; с. Свет должен быть доставлен в виде импульсов, при этом их длительность должна быть короче времени тепловой релаксации (TRT) обрабатываемой мишени.

Авторы [2] стремились продемонстрировать, что импульсы большой длительности, в пределах 400 мсек, могут быть также эффективны, как и короткие импульсы, но эта концепция доказала свою правильность только в определенных случаях, когда «источник нагрева» и «действительные» мишени по размеру оптимизированы для применения «очень» длительных импульсов. С другой стороны, IPL для домашнего использования с субмиллисекундными импульсами демонстрируют приемлемую эффективность при флюенсах, равных 3 – 5 Дж/см².

Более высокие пиковые мощности создают возможности для последующих потенциальных преимуществ данного вида лечения: а. Температуры коагуляции в области мишени можно достичь, работая на более низком флюенсе; b. Более высокая селективность (избирательность); с. Возможность обрабатывать объекты меньшего размера.

Целью данной статьи является демонстрация эффективности IPL устройств, разработанных для обеспечения самых высоких пиковых мощностей и импульсов меньшей длительности при лечении сосудистых и пигментных поражений кожи.

Материалы и методы

IPL насадка Lumecca (InMode Ltd., Йокнеам, Израиль) использовалось для лечения сосудистых и пигментных поражений кожи. IPL устройство Lumecca обладает пиковой мощностью равной 3.3 кВт/см² и 9.9 кВт/см² в области световода. Такая комбинация позволяет проводить эффективное лечение при низком флюенсе, равном 10 Дж/см², и длительности импульса, равной всего лишь 3 миллисекундам. Импульсы такой длительности соответствуют времени тепловой релаксации сосудов, диаметром 70 μм. Для сравнения, импульс длительностью 20 мсек соответствует времени тепловой релаксации сосуда, диаметром всего лишь 18 μм.

Пациентам была проведена одна процедура, во время которой использовался фильтр 515 нм и флюенс, равный 8 – 16 Дж/см²; наблюдение проводилось после четырех недель от начала лечения.

Результаты

Все пациенты продемонстрировали значительное улучшение цвета кожи: уменьшилась выраженность сосудистых и пигментных поражений. Результатов при лечении пигментации удалось достичь при флюенсе < 8 Дж/см². Стандартный результат лечения Lumecca при наличии пигментации представлен на Рисунке 1.

Иногда лечение с применением устройства Lumecca сопровождалось появлением незначительной пурпуры, аналогичной наблюдаемой при воздействии импульсного лазера на красителе при таком же низком уровне флюенса. Это открытие свидетельствует об одинаковой степени избирательности при сосудистых поражениях кожи.

Во избежание появления пурпуры применялось устройство Lumecca 580 нм с целью уменьшения агрессивности воздействия или насадка 515 нм в режиме более длительных импульсов.

При использовании насадки с 515 нм для обработки сосудов большего размера применялись более высокие значения флюенса, 12 – 14 Дж/см², в сочетании с более сильным охлаждением кожи (Рисунок 2). Способность устройства обеспечивать закрытие сосудов при таких низких флюенсах можно объяснить двумя причинами: a. Пиковая мощность Lumecca выше, чем у большинства других IPL устройств. b. Высокая пиковая мощность, поступающая в лампу во время импульса, способствует смещению спектра в сторону более коротких длин волн и увеличению световой энергии в диапазоне 500 – 600 нм, при этом происходит максимальное поглощение меланина и гемоглобина.


Рисунок 1.
До (слева) и через 4 недели (справа) после проведения одной процедуры Lumecca, 515 нм, при 10 Дж/см².

Обсуждение

Теоретические соображения свидетельствуют о том, что длительность импульса и его связь со специфичным для мишени временем тепловой релаксации (TRT), является одним их ключевых элементов селективного фототермолиза.

TRT = d²/Aa, где d – это размер обрабатываемой мишени, А – геометрический фактор (А = 16 для цилиндрических мишеней, и А = 4 для плоских мишеней), а – это коэффициент диффузии ткани и он может быть установлен как коэффициент диффузии воды (а ~ 10-7 м²/сек).

Если длительность импульса больше времени тепловой релаксации мишени, то значительная часть энергии рассеивается в сторону от мишени к окружающим тканям. На рисунке 3 представлено распределение температуры для импульса с длительностью 0.3 от времени тепловой релаксации (TRT) и для импульса в 3 раза длиннее времени тепловой релаксации (TRT). Очевидно, что при одной и той же применяемой энергии, пиковая целевая температура может быть в 2 раза выше, что обусловлено более длительным импульсом. Следовательно, для достижения температуры, при которой происходит коагуляция, достаточно половины энергии.

Для разрушения единичных меланосом оптимально подходят импульсы с нано- или пикосекундной длительностью, тогда как IPL и другие устройства с миллисекундной длительностью импульса, более вероятно, предназначены для нагрева всей области дермо-эпидермального соединения. Более короткие импульсы способствуют увеличению селективности, вследствие чего появилась возможность обрабатывать даже так называемые «низкоконтрастные» поражения. Также с помощью импульсов малой длительности можно проводить лечение «ранних» менее выраженных пигментных поражений кожи, иногда даже тогда, когда они не видны невооруженным взглядом. Более длинные импульсы, применяемые при поражениях кожи, менее селективны, и оператор, выполняющий процедуру, должен соблюдать осторожность во избежание развития побочных эффектов.


Рисунок 2.
До (слева) и сразу же после (справа) после проведения одной процедуры Lumecca, 515 нм, при 14 Дж/см².


На рисунке слева
– температура, ͦС, внизу – расстояние от центра, микроны

Рисунок 3. Температура объекта, цилиндрической формы и размером 50 микрон, нагретого с помощью импульса, ширина которого в три раза длиннее времени тепловой релаксации (TRT), и импульса длительностью в три раза короче времени тепловой релаксации (TRT).


На рисунке слева
– количество перфузируемых сосудов, снизу – диаметр сосуда [μм]

Рисунок 4. Количество перфузируемых кровеносных сосудов как функция от диаметра сосуда.

                   
На рисунке слева
– время тепловой релаксации (TRT), мсек, внизу – диаметр сосуда, μм.

Рисунок 5. Время тепловой релаксации (TRT) как функция от диаметра сосуда.

Относительное количество кровеносных сосудов в организме тесно связано с их размером. Одно исследование, в котором изучали размеры кровеносных сосудов в крыльях летучей мыши, показало, что количество венул в 15 раз превышает количество маленьких вен, а количество посткапиллярных вен было в пять раз больше количества венул.

Авторы другого исследования определяли количество перфузируемых сосудов в коже человека. Их размеры колебались от 5 – 12 μм – нижняя граница (для капилляров) и до верхней границы в 250 μм. Измерения выполнялись с применением витальной (прижизненной) микроскопии. Результаты измерений представлены на Рисунке 4.

Эти данные демонстрируют, что возможность обрабатывать более мелкие сосуды, вероятно, с помощью более коротких импульсов, экспоненциально увеличивает количество сосудов, на которые можно воздействовать с помощью устройства.

На рисунке 5 показана корреляция времени тепловой релаксации (TRT) кровеносных сосудов с диаметром сосудов.

Мы можем увидеть, что при лечении сосудов, меньше 100 μм, импульс должен быть короче 7 мсек.

Заключение

Проведение одной процедуры с применением устройства Lumecca на аппарате InMode, приводит к значительному улучшению у большинства пациентов и с пигментными, и с сосудистыми поражениями кожи. Высокая пиковая мощность Lumecca при сосудистых поражениях кожи обеспечивает эффект, сравнимый с таковым у лазеров на импульсных красителях.


Достижения в антивозрастных исследованиях, 2016

Опубликовано в мае 2016
Научно-исследовательская публикация

Поделиться: