Лазерная шлифовка кожи изменила подход к
омоложению лица за последнее десятилетие. В этой статье оценивается влияние
лазера на омоложение кожи путем оценки характеристик лазера, а также
гистологических и молекулярных изменений, сопровождаемых экспрессией белков во
время и после омоложения кожи с помощью лазера. Важно отметить, что разные слои
кожи с разными клетками обычно подвергаются солнечному УФ-излучению, которое
является наиболее вероятным фактором старения и повреждения здоровой кожи.
Чтобы идентифицировать экспрессию белков, использование проверенных баз данных
и обзор существующих данных может выявить измененные белки, которые могут быть
проанализированы и нанесены на карту для исследования их экспрессии и их
различных эффектов на биологические реакции клеток. В этом отношении данные
протеомики могут быть использованы для лучшего исследования изменений
протеомного профиля обработанной кожи. Различные оценки показали выживаемость и
активацию фибробластов и новых кератиноцитов с увеличением количества
коллагеновых и эластиновых волокон в дерме и снижением содержания матричного
металлопротеиназа (MMP) и белков теплового шока (HSP) в результате различных
лазерных терапий малой мощности. Существует широкий спектр биологических
эффектов, связанных с применением лазера при омоложении кожи; поэтому при
применении лазеров для омоложения кожи следует учитывать больше соображений
безопасности.
Введение
Применение лазеров в медицине продвигается в
различных областях, таких как дерматология, стоматология, офтальмология и
хирургия. Существует множество документов о широком использовании лазеров для
лечения кожи, особенно для ее омоложения. Старение кожи - это серьезная
проблема, естественный процесс, происходящий с возрастом. Однако это может быть
ускорено такими факторами, как солнечный свет, стресс и химические вещества. На
старение кожи влияют многочисленные генетические факторы и факторы окружающей
среды, которые могут проявляться в виде морщин, аномальной пигментации,
слабости кожи и телеангиэктазий. Исследователи все чаще ищут различные способы
омоложения кожи. В последнее время использование лазерного излучения для
омоложения кожи стало обычным явлением и, по-видимому, оказалось эффективным.
Распространение и применение лазеров и света для медицинских процедур,
основанных на селективном принципе фототермолиза, за последние два десятилетия
увеличилось в геометрической прогрессии. Фундаментальный принцип этой процедуры
заключается в том, что селективный нагрев достигается за счет преимущественного
поглощения лазерного света и выделения тепла в хромофоре-мишени, при этом тепло
локализуется в мишени за счет длительности импульса, меньшей, чем время
тепловой релаксации ткани. В этом исследовании исследуется эффект лазерного
луча на омоложение кожи в различных аспектах и обзоры опубликованных статей в
этой области, чтобы представить новую перспективу применения лазера в
омоложении кожи. Исследование включает в себя метод исследования, явления
старения кожи, гистологию фотостарения кожи, лечение старения кожи, лазерные
особенности и лечение старения кожи, абляционные лазеры, неабляционные лазеры,
фракционные лазеры, лазеры фотобиомодуляции (ФБМ), лазерное воздействие на
ткани, фототермолиз, молекулярные аспекты лазерных эффектов в клеточной
биологии и части заключения.
Методы и материалы
Явления
старения кожи
Клинические признаки старения кожи включают
истончение, морщины, похожие на сигаретную бумагу, потерю эластичности и
доброкачественные разрастания или сосудистые образования, такие как кератоз или
ангиома. Эти клинические признаки возникают в результате генетических факторов
старения. УФ-облучение вызывает фотостарение и гравитацию, что приводит к
изменению матрицы внеклеточного матрикса и появлению морщин. Следовательно, эти
процессы старения сопровождаются фенотипическим обменом в клетках кожи, а также
структурными и функциональными изменениями компонентов внеклеточного матрикса,
таких как коллаген, эластин и протеогликаны, которые необходимы для обеспечения
прочности, эластичности и гидратации кожи соответственно. Кроме того, они
вызывают дряблость и ломкость кожи с уменьшенным синтезом коллагена и
ферментативной деградацией. Степень фотостарения кожи может быть
классифицирована по типам кожи по Фитцпатрику с I по IV в зависимости от
степени тяжести от нескольких морщин до глубоких морщин. Также следует упомянуть
изменения сосудистого рисунка как телеангиэктазии.
Гистология
фотостарения кожи
Хронология гистологических изменений при
старении кожи указывает на то, что происходят такие события, как атрофия
эпидермиса и снижение количества коллагена и фибробластов дермы вместе с
атрофией эпидермиса, в основном в отношении шиповидного слоя эпидермиса в
соответствии с продолжительными клеточными циклами. Число меланоцитов и клетки
Лангерганса уменьшаются на десять лет после достижения тридцатилетнего
возраста. Впоследствии количество коллагена и эластических волокон, а также
фибробластов уменьшается в хронологически стареющей коже по сравнению с более
молодой кожей. У субъектов в постменопаузе синтез коллагена снижается на 30%.
Однако сообщается о неоднородности и изменении толщины эпидермиса при
фотостарении. Увеличение количества меланоцитов и различных кератиноцитов, а
также регуляция экспрессии свободных радикалов являются другими последствиями
гистологии фотостарения возникает в дерме и между эпидермисом и дермой. Это
приводит к накоплению гликозаминогликанов и протеогликанов в этой области.
Однако это может быть связано с накоплением металлопротеиназа в
гипертрофических фибробластах, и это в отличие от фотостарения кожи, в которой
увеличивается количество воспалительных клеток, таких как эозинофилы, тучные
клетки и другие мононуклеарные клетки, может вызвать образование морщин и
сокращение коллагеновых волокон. Наиболее заметной гистологической особенностью
фотостарения кожи является накопление эластичных аморфных волокон, а также
утолщение волокон в дерме, называемое солнечным эластозом.
Определены несколько биологических путей и
факторов риска, связанных со старением кожи: укорочение теломеразы, матриксные
металлопротеиназы (MMP), трансдукция сигнала, окислительный стресс, сосудистые
изменения, изменения цитокинов и УФ-излучение.
Процедуры для стареющей кожи
На старение кожи влияют различные факторы,
включая генетику, воздействие окружающей среды (УФ, ксенобиотики и механический
стресс), гормональные изменения и метаболические процессы (производство
реактивных химических веществ, таких как активные формы кислорода, сахара и
альдегиды). Все факторы работают вместе, чтобы изменить кожу, ее функции и
внешний вид. Однако солнечное УФ-излучение, несомненно, является основным
фактором старения кожи. Старение кожи может вызывать психологические побочные
эффекты, побуждая пациентов искать подходящее решение. Общественное желание
выглядеть хорошо и молодо является неизбежным, и в 2017 году в США было
проведено более 8 миллионов косметических процедур двух категорий: первая - это
удаление пигментации, эритемы, неправильных сосудов и изменений сальных желез,
а вторая - уменьшение старения кожи. Процесс омоложения кожи в прошлом был
связан с агрессивными элементами, такими как пилинг, но в последние годы резко
возрос спрос на неинвазивные методы омоложения кожи. Общественный спрос на
более быстрые процедуры заживления с лучшим поддержанием естественного
состояния увеличился, что привело к изменению методов омоложения кожи по
общественным запросам.
Лазерные особенности и
лечение старения кожи
Один из методов омоложения кожи -
использование лазеров и других световых лучей. Лазеры используются для
омоложения кожи с 1980 года. Для лечения старения кожи использовались лазеры
различной длины волны. Использование мощных лазеров и пилинг кожи путем
тепловыделения - один из методов омоложения кожи. Поскольку этот процесс
сопровождается побочным эффектом; прилегающие поврежденные ткани
восстанавливаются с помощью того же механизма заживления ран, но в последнее
время стало коммерческим использование лазеров малой мощности. К разным типам
лазеров для омоложения кожи относятся абляционные лазеры, неабляционные лазеры
и фракционные лазеры.
Абляционные
лазеры
Эти виды лазеров использовались для лечения
рубцов, пигментаций и морщин путем удаления эпидермиса и нагрева дермы.
Абляционные лазеры обычно используются для шлифовки и омоложения кожи.
Абляционные лазеры испаряют ткань и, следовательно, более агрессивны, в отличие
от мягких неабляционных лазеров, которые оставляют кожу нетронутой. Тем не
менее, абляционные лазеры сокращают время лечения и усложняют процесс
восстановления, они остаются лазерами, которые производят самые впечатляющие
впечатления. При серьезных морщинах на лице, пигментации и проблемах с кожей
абляционные лазеры часто являются предпочтительным методом лечения.
Неабляционные лазеры проникают в дерму и нагревают дерму, не нагревая
эпидермис. Эти типы лазеров денатурируют белки дермы, такие как коллаген, и
стимулируют синтез коллагена и, наконец, уплотняют ложе кожи.
Наиболее распространенными абляционными
лазерами, используемыми для омоложения кожи, являются CO2-лазер,
иттрий-алюминиевый гранат, легированный эрбием (Er: YAG), и
иттрий-скандий-галлиевый гранат, легированный эрбием.
Неабляционные
лазеры
Неабляционная лазерная шлифовка является одним
из основных достижений процедурной дерматологии за последнее десятилетие и
стала методом выбора по широкому спектру эстетических показаний. Однако
проблемы безопасности, связанные с их использованием для более темных типов
кожи, остались. Эти лазеры менее разрушительны, чем абляционные лазеры, и
укрепляют кожу, стимулируя выработку коллагена в дерме; эпидермис защищен
охлаждением кожи. Этот тип лазера менее агрессивен, чем оптический, и из-за
стимуляции коллагена в дерме делает кожу упругой. При использовании этого
лазера эпидермис остается прохладным, потому что волны проникают через слой
дермы. Тепло, генерируемое в дерме, коагулирует коллаген и затем запускает
процесс заживления ран. В результате происходит синтез нового коллагена на
субстрате кожи и внеклеточном матриксе. Побочные эффекты этих лазеров, такие
как шрамы и инфекции, уменьшились; однако эффективность неабляционных лазеров
ниже, чем абляционных, и они используются для пациентов с умеренным
фотостарением.
Фракционные
лазеры
Фракционные лазеры, включая неабляционные и
абляционные фракционные лазеры, обычно создают столбики на глубине 1 и 2,5 мм в
кожу соответственно. Неабляционные лазеры воздействуют на дерму и оставляют
эпидермис без эффекта. Сравнение действия фракционных абляционных лазеров и
неабляционных лазеров на кожу лица выявило клинические улучшения в обоих
методах; однако образование коллагена и эластина и отек в коже, обработанной
абляционным фракционным эрбиевым лазером, были более значительными, чем
неабляционный.
Лазерная шлифовка кожи в виде пилинга может
удалить мелкие морщинки на коже, хотя, тем не менее, потенциально имеет
преимущества в лечении глубоких морщин за счет стимуляции коллагена. Заживление
кожи при глубоком пилинге и лазерной шлифовке известно как механизм заживления
ран и зависит от глубины поражение.
Фотобиомодуляция
Лазеры PBM в основном используют спектры
красного и почти красного света для активации биологических процессов,
используемых в широком спектре медицинских приложений. Источники малой
мощности, такие как светодиоды, широкополосное освещение и лазеры, являются
источниками фотохимических и фотофизических явлений без тепловых реакций.
Энергия фотонов преобразуется для стимуляции биологических реакций, таких как
синтез коллагена. Облучение в ближнем инфракрасном диапазоне помогает
фибробластам производить коллаген для увеличения консистенция кожи. Техника PBM
без термических реакций может значительно повысить удовлетворенность пациентов
омоложением кожи.
Лазерное воздействие на ткани
Взаимодействие лазера с кожей можно разделить
на фотохимические, фототермические и фотоплазменные феромоны. Фотохимические
реакции происходят, когда энергия фотонов, производимых лазером в молекулах
клеток, вызывает химические реакции в молекулах без изменения температуры. При
фототермической реакции энергия фотонов, поглощаемая клеткой и превращающаяся в
тепло, вызывает повышение температуры клетки, связанной с денатурацией и
некрозом. Фотоплазменная реакция происходит, когда энергия излучения достаточно
высока (108 или 109 Вт / см) для образования плазмы, сопровождаемой сильными электрическими
полями, диэлектрическими реакциями, ударными волнами и разрывом ткани.
Фототермолиз
Это метод, который воздействует на ткань в
определенной области, не повреждая другие соседние ткани. Различные хромофоры,
такие как оксигемоглобин, меланин, вода, татуировки, поглощают волны различной
длины. Более длинные волны могут проникать в более глубокие участки кожи.
Хромофоры поглощают энергию фотонов, нагревая и разрушая цели; однако
окружающие ткани должны быть прохладными (время термической релаксации).
Например, время охлаждения целевой ткани составляет от 3 до 10 мс для
эпидермиса и 1 мкс для меланосом. Таким образом, свойства излучения и время
релаксации между периодами излучения важны для омоложения кожи.
Молекулярные аспекты лазерных
эффектов в клеточной биологии
Предлагается несколько факторов, чтобы
проиллюстрировать молекулярную основу старения кожи, включая теорию клеточного
старения, снижение способности к репарации клеточной ДНК и потерю теломер,
точечные мутации внеядерной митохондриальной ДНК, оксидантный стресс,
повышенную частоту хромосомных аномалий, наличие одного гена. мутации,
пониженный уровень сахара, хроническое воспаление и т. д. Некоторые ученые
утверждали, что большинство влияний вызывается внешними факторами и что только
3% факторов старения имеют внутренний фон. Исследования показали, что лазерная
терапия малой мощности может принести пользу меньшая энергия для тканей.
Энергия маломощной лазерной терапии может поглощаться митохондриями и
цитохромом C. Энергия красного-NIR (ближнего инфракрасного) лазера может в
первую очередь поглощаться цитохром-оксидазой клеток млекопитающих.
Возбужденные электроны в цитохром С-оксидазе приводят к большему переносу
электронов и, следовательно, большему производству АТФ. Исследования показали,
что NO может ингибировать активация цитохром С-оксидазы; с другой стороны,
маломощные лазеры могут ингибировать активность NO, что приводит к большей
окислительной активности клеток. Более активная активация клеток вызывает
большее производство АФК. Считается, что АФК играет важную роль в изменениях
внеклеточного матрикса дермы как в результате внутреннего старения, так и в
результате фотостарения. АФК могут быть получены из различных источников,
включая митохондриальную цепь переноса электронов, белки, локализованные в
пероксисомальном и эндоплазматическом ретикулуме, реакцию Фентона и такие
ферменты, как циклооксигеназы, липоксигеназы, ксантиноксидазы и
никотинамид-адениндинуклеотидфосфатоксидазы.
Маломощные лазеры полезны для лечения кожных
заболеваний, таких как морщины, шрамы и ожоги, потому что маломощные лазеры
могут положительно влиять на пролиферацию и ремоделирование клеток,
восстановление ДНК, ионные каналы и мембранные потенциалы. Могут применяться
лазеры малой мощности, которые изменяют экспрессию различных генов, поскольку Er:
YAG-лазер усиливает экспрессию IL1B, IL8, кератина, MMP3 и MMP1. В
связи с этим увеличивается синтез коллагена. Применение пикосекундного
инфракрасного лазера приводит к уменьшению повреждения соседних тканей,
снижению передачи сигналов бета-катенина и TGFb и повышению жизнеспособности
клеток для ускорения процесса заживления ран. Абляционная шлифовка кожи с
помощью CO2 выявила повышенную регуляцию различных ММП. Масштабное исследование
белков старения и омоложения кожи, протеомика является эффективным. Протеомика
имеет меньше технических ограничений на идентификацию белков, и с помощью этого
метода можно идентифицировать большое количество белков. Протеомный анализ кожи
стопы по сравнению с кожей груди продемонстрировал присутствие 50 общих белков
ECM в обеих, но была разница между экспрессии тенасцина-x в коже груди и
сывороточного амилоидного компонента p в коже стопы.
Изучая протеомный профиль эпидермиса пожилого
возраста, было обнаружено, что экспрессия интерферон-стимулирующих полипептидов
увеличивается, вызывая стимуляцию фосфатидилинозитол-3-киназы и супероксид
марганца-дисмутазы. Подход протеомики раздражения кожи продемонстрировал
повышающую регуляцию HSP27 и предложил его в качестве маркера раздражения кожи.
Оценка протеомики кожи с помощью лазера показала баланс между раком кожи и
лазерным облучением. Старение приводит к уменьшению количества коллагена и
эластичных волокон кожи с помощью ММП; однако УФ-излучение эффективно вызывает
старение кожи. Исследование воздействия на кожу мышей лазером Er: YAG показало
потерю воды в эпидермисе кожи и активацию p21 и p53 для восстановления ДНК и
выживания кожи. Лазерная терапия с низким энергопотреблением может подавлять
регуляцию экспрессии цитокератина и
антигенов, связанных с пролиферацией.
Протеомический анализ выявил подавление
экспрессии Rho GDI 1 после терапии маломощным лазером, а регулировка активности
белка Rho может нарушить актиновый цитоскелет и убить кератиноциты после
миграции новых кератиноцитов в заменить старые. Лазерная терапия может снизить
уровень белка HSP26 и вызвать гибель поверхностных клеток кожи через 24 часа
лечения. В одном исследовании низкоуровневое облучение Er: YAG-лазером клеток
фибробластов десны вызывало активацию галектина 7 заживляющего протеина и
предположили снижение пролиферации клеток после лазерной терапии в клетках
фибробластов десны. Ли и др. сообщили о длинноимпульсном 1064-нм неодимовом (Nd): YAG-лазере.
Результаты их исследования показали увеличение коллагена и TGF-B и снижение
экспрессии MMP. Результаты исследования De Filippis et al. выявили
взаимодействие между кератиноцитами и фибробластами и сверхэкспрессию
филаггрина, аквапорина, TGase, HSP70 с уменьшением в MMP-1 и увеличение
эластина и проколлагена типа 1 с использованием 1064 нм неабляционного лазера
Nd: YAG.
В целом можно предположить, что неинвазивные
лазеры эффективны для повышения активности фибробластов и кератиноцитов за счет
синтеза коллагена, эластина и снижения экспрессии некоторых металлопротеиназ.
Вывод
Как показала оценка омоложения кожи и лазерной
терапии, были введены многие белки, связанные с синтезом коллагена,
пролиферацией фибробластов и кератиноцитов и активностью апоптоза. Однако
необходимы дополнительные исследования протеомного и геномного анализа, чтобы
интерпретировать влияние лазера на молекулярную биологию омоложения кожи.
Рекомендуется предоставить исчерпывающую генетическую и белковую карту, которая
будет подходящей для выявления различных биологических путей продажи кожи с
помощью лазера, чтобы улучшить лучшие способы омоложения стареющей кожи,
поскольку многие белки и гены до сих пор неизвестны. С другой стороны,
предлагается усовершенствование лазеров для обработки различных кожных покровов
и более быстрое охлаждение кожных слоев. Широкий спектр биологических явлений,
которые сопровождаются применением лазера при омоложении кожи, означает, что в
терапевтических рекомендациях следует учитывать больше моментов безопасности.