Липосакция в настоящее время - самый
популярный способ похудения и коррекции фигуры. Это механическая процедура для
уменьшения жира за счет возвратно-поступательного движения тяжелого металла,
называемого канюлей. Толстая канюля, необходимая для эффективного удаления жира
и последующего отсасывания, вызывает некоторые нежелательные эффекты, такие как
синяки, шрамы, сильная кровопотеря, дряблость кожи и долгосрочное
восстановление. В то же время новый метод липосакции с использованием
волоконного лазера 100–300 мкм, вставленного в тонкую канюлю диаметром 1 мм,
вызывает меньше дискомфорта и кровотечений. Одновременное взаимодействие
лазерного излучения с тканями вызывает более быстрое уплотнение кожи и коагуляцию
мелких кровеносных сосудов.
Цели: исследование было направлено на оценку эффектов этих очень важных
параметров операций липолиза.
Материалы
и методы. В этом исследовании изучались глубина
проникновения и нагрев ткани после лазерного облучения диодным лазером с длиной
волны 980 нм. Этот лазер отличается от 1064 нм Nd: YAG с точки зрения
поглощения и коэффициента рассеяния. Следовательно, ожидались разные результаты
для проникновения луча и нагрева ткани. Для моделирования распространения
излучения (фотонов) в тканях использовался метод Монте-Карло. Использование
такого моделирования может быть полезно при оценке глубины проникновения,
поглощения, рассеяния и отражения фотона внутри ткани и через границы ткани.
Повышение температуры моделировалось с помощью программного обеспечения Comsol
Multiphysics.
Результаты: Результаты моделирования показали, что глубина проникновения и рост
температуры при длине волны 980 нм отличаются от таковой при длине волны 1064
нм. Оказалось, что длина волны 1064 нм проникает в более глубокие слои ткани по
сравнению с 980 нм. Кроме того, повышение температуры при облучении с длиной
волны 1064 нм приводило к увеличению температуры в допустимых пределах.
Полученные данные подтвердили причину, по которой длина волны 1064 нм обычно
используется в лазерном липолизе по сравнению с длиной волны 980 нм.
Выводы.
Моделирование показало, что повышение температуры при
длине волны 980 нм составило 70, 802 ℃, что выше, чем при длине волны 1064 нм.
Следовательно, лазер с длиной волны 980 нм может оказывать нежелательное
негативное воздействие на ткани, включая гипертермию.
Вступление
Использование лазеров в качестве
дополнительных инструментов при липосакции - новый метод. Впервые он был
представлен в 1994 году, и сейчас он входит в число самых популярных
косметических операций. Общие проблемы с традиционными методами - некоторые
даже с побочными эффектами - вынуждают выбирать более безопасные процедуры, и,
похоже, лазерный липолиз может удовлетворить эти все более важные требования.
Липолиз - это волоконный лазер 100–300 мкм, вводимый в тонкую канюлю диаметром
1 мм, которая не только создает меньшие разрезы, но и менее травматична. По
сравнению со старыми методами, в новых процедурах коагуляция мелких кровеносных
сосудов и ретракция кожи являются результатом взаимодействия лазерного
излучения с тканями, вызывая меньшее кровотечение и более быстрое уплотнение
кожи. Использование лазеров в качестве вспомогательных устройств при липолизе
ограничивает использование традиционных методов липосакции. В этом новом методе
лазеры используются для нанесения желаемых повреждений и воздействия на ткань.
Взаимодействие лазера с клетками ткани может иметь множество эффектов,
большинство из которых улучшают недостатки традиционных методов. Безопасность и
эффективность традиционных липосакций также были повышены для новых за счет
использования более тонких канюль, которые не только делают меньшие разрезы, но
также увеличивают процесс коагуляции мелких кровеносных сосудов за счет
взаимодействия между лазером и тканями. Лазерный липолиз также приводит к
избирательному нагреву тканей, что снижает тепловые повреждения тканей-мишеней.
Такое взаимодействие также способствует гемостазу, заживлению травм и
послеоперационному восстановлению.
Лазерный липолиз имеет механизм, зависящий от
длины волны. Сначала лазерное излучение поглощается жировыми клетками и
восприимчивыми хромофорами, затем поглощенное излучение преобразуется в тепло и
производит желаемые тепловые эффекты. Тепло воздействует на жировые клетки и
внеклеточный матрикс, компенсируя как обратимые, так и необратимые повреждения,
что также облегчает процесс липосакции за счет меньшего количества травм и
меньшего кровотечения. Поглощение излучения тканями сильно зависит от
коэффициента поглощения. Коэффициент для диодного лазера 980 нм составляет 100
мкм и почти отличается от коэффициента для лазера Nd: YAG 1064 нм. Ожидается,
что диодный лазер с длиной волны 980 нм будет давать отличные тепловые эффекты
по сравнению с лазером
Nd:YAG с длиной волны 1064 нм.
Лазерный липолиз - это новый метод, который
все еще находится в стадии разработки. Он компенсирует традиционные методы
липосакции в отношении повреждения тканей и эффектов гемостаза. Примечательно,
что эффективность лазерного липолиза зависит от взаимодействия между лазером и
тканью. Кроме того, понимание его механизма играет жизненно важную роль в
выборе подходящей длины волны лазера и дозы энергии. При лазерном липолизе
можно оценить тепловые эффекты и повреждения тканей, а также необходимую дозу
энергии для достижения желаемого результата путем численного моделирования
взаимодействия лазера с тканью, и это одно из многих преимуществ этого метода
по сравнению с традиционной липосакцией. Стоит отметить, что моделирование
взаимодействия лазера с тканью предоставляет огромные исследовательские
возможности для исследований в этой области.
Цели исследования
Лазерный липолиз имеет чисто длинноволновую
природу. Глубина проникновения излучения в ткань прямо пропорциональна длине
волны излучения. Нагрев тканей также зависит от мощности излучения и
продолжительности используемого лазерного излучения. Это цели, которые пытается
изучить исследование; влияние этих очень важных параметров на операции
липолиза.
Результаты исследования
Результаты нашего моделирования подтвердили
ожидаемые различия между глубиной проникновения двух длин волн в результате
наличия разных коэффициентов поглощения и рассеяния. Результаты показали, что
глубина проникновения для диодных лазеров с длиной волны 980 нм и Nd:
YAG-лазеров с длиной волны 1064 нм составила 2, 65 и 3, 1 мм соответственно.
Результаты показали, что коэффициент поглощения и рассеяния были ключевыми
факторами при лазерном липолизе, поскольку они определяли глубину проникновения
лазерного излучения внутрь ткани. Более глубокое проникновение 1064 нм Nd: YAG
дало предпочтение этой длине волны 980 нм, поскольку первая распространяется
глубже в жировые ткани. Коэффициент поглощения на длине волны 1064 нм был
короче, чем у 980 нм, следовательно, объем прямого нагрева на длине волны 1064
нм был больше. Кроме того, ретракция кожи и подтяжка тканей с длиной волны 1064
нм были получены более эффективно при поверхностном лечении из-за проникновения
излучения в слои дермы и инициирования ретракции коллагенового геля (CGR).
Последнее является одним из наиболее важных свойств лазерного липолиза, вызывая
ретракцию кожи, что приводит к уменьшению дряблости кожи после операций по
удалению жира.
Плотность энергии - еще один важный фактор во
взаимодействии лазера с тканью. Он определяется как энергия, передаваемая на
единицу площади, а размер - Джоуль / м2. Флюенс может по-разному влиять на
лазерный липолиз. Учитывая это, было изучено влияние увеличения и уменьшения
плотности энергии на глубину проникновения и поглощение излучения тканями. Сначала
мощность лазеров была увеличена до 10, 20 и 30 Вт для обеих длин волн, затем
были сопоставлены достигнутые результаты моделирования. Результаты снова
показали, что длина волны 1064 нм может проникать в более глубокие слои жировой
ткани. Оказалось, что самое глубокое проникновение для обеих длин волн
произошло при мощности 30 Вт, которая была равна 3, 2 мм для 1064 нм и 2, 8 мм
для 980 нм. Соответственно, увеличение плотности энергии лазерного излучения
для более глубокого проникновения было получено более эффективно при длине
волны 1064 нм.
На этот раз было изучено влияние уменьшения
плотности энергии лазерного излучения на проникновение излучения. С этой целью
радиус лазерных лучей был увеличен до фиксированной мощности 10 Вт, что привело
к снижению плотности энергии. Радиус луча был увеличен с начального значения
200 мкм до 282, 84 и 346, 41 мкм для обеих длин волн. Мы применяем влияние
увеличения радиуса луча как увеличения FWHM (полная ширина на половине
максимума). Результаты показали небольшую разницу между двумя длинами волн.
Максимальная глубина проникновения для длины волны 1064 нм имела место при
радиусе пучка 200 мкм, который был равен 3 мм. Точно так же самое глубокое
проникновение для 980 нм произошло в 200 мкм; равный 2, 5 мм за счет влияния коэффициента
поглощения жировой ткани. По мере увеличения радиуса лазерного луча излучение
распространялось на более широкие области в ткани и немедленно поглощалось
тканевыми клетками, что приводило к уменьшению глубины проникновения для длин
волн как 1064, так и 980 нм.
Как упоминалось выше, длина волны 980 нм
диодного лазера и 1064 нм Nd:YAG-лазера имели почти разные глубины поглощения и
проникновения, следовательно, эти длины волн по-разному влияли на
взаимодействие лазера с тканью. Результаты моделирования подтвердили гипотезы;
длины волн по-разному относились к жировым тканям. Именно поэтому в настоящее
время при лазерном липолизе широко используется длина волны 1064 нм вместо
диодных лазеров с длиной волны 980 нм. Имея большую глубину проникновения в ткань,
длина волны 1064 нм имела больший непосредственно нагреваемый объем. Его
коэффициент поглощения был меньше 980 нм, в результате лазерный луч проникал
глубже в ткань и нагревался сильнее. Поскольку лазерный луч для длины волны 980
нм имел большее поглощение; поэтому излучение накапливалось в меньшем объеме,
вызывало значительное повышение температуры тканей с низким объемом и приводило
к нежелательным повреждениям ткани, таким как синяк и гипертермия.
На этом этапе было проанализировано
моделирование нагрева ткани и повышения температуры жировой ткани после
облучения с длинами волн 980 нм и 1064 нм. Выпуск был нагрет до 339,687 К при
облучении лазером Nd: YAG 1064 нм. Моделирование нагрева ткани диодным лазером
980 нм показало, что температура ткани поднялась до 343,952 К. В месте
воздействия лазерного излучения температура поднимается до 66 ℃. Этой
температуры было достаточно для достижения желаемого обратимого и необратимого
воздействия на жировые ткани. Результаты этого моделирования показали различное
повышение температуры для двух длин волн. Наши результаты согласуются с
литературными и экспериментальными исследованиями. Эти исследования
подтвердили, что длина волны 1064 нм подходит для эффективного лазерного
липолиза и оказывает меньшее нежелательное воздействие на ткани. Лукач
подтвердил, что излучение с длиной волны 1064 нм может создавать разрешенные
температуры, необходимые для липолиза. Большинство исследователей согласились с
тем, что диапазон температур 50-65 ℃ является клинической конечной точкой для
применимости лазерного липолиза. Другими словами, температурный диапазон был
необходим для получения желаемых повреждений тканей. Кроме того, их было также
достаточно, чтобы вызвать благоприятные тепловые эффекты, которые могли иметь
желаемые обратимые и необратимые повреждения. Температуры ниже 50-65 ℃
недостаточно для создания желаемых повреждений, а более высокие температуры
могут привести к неблагоприятным последствиям, таким как синяк и гипертермия.
Результаты моделирования во многих отношениях доказали предпочтение длины волны
1064 нм перед длиной волны 980 нм. Глубина проникновения 1064 нм была больше, и
она также абсорбировалась в большем объеме жировой ткани. Эта длина волны также
привела к лучшей подтяжке кожи и уменьшению жира. Напротив, поскольку 980 нм
имеет больший коэффициент поглощения, он вызывает меньшее проникновение и более
высокий рост температуры в неглубоких частях ткани, возможно, вызывает побочные
эффекты, такие как некроз, синяк и гипертермия.
Обсуждение результатов
Липосакция, являющаяся инновационным методом
удаления лишнего жира, в настоящее время входит в число самых популярных
косметических операций. Тем не менее, этот метод страдает некоторыми побочными
эффектами, некоторые из которых крайне проблематичны. В связи с растущим
спросом на похудение жизненно важно улучшить липосакцию и обсудить существующие
недостатки. Лазерный липолиз является ответом на эту существующую потребность,
поскольку он вызывает желательные тепловые эффекты и вызывает меньшее
повреждение тканей при одновременной ретракции коллагена и коагуляции сосудов,
что приводит к более быстрой подтяжке кожи и меньшему кровотечению. Результаты
нашего моделирования показали некоторые различия между характеристиками длин
волн 1064 нм и 980 нм, поскольку они имели почти разные коэффициенты поглощения
и рассеяния для жировых тканей. Результаты моделирования методом Монте-Карло
показали, что эти длины волн не имеют аналогичной глубины проникновения в
жировую ткань, как было предложено ранее, поскольку длина свободного пробега
фотонов в ткани обратно пропорциональна коэффициенту поглощения. Более того,
поскольку длина волны 1064 нм имеет меньший коэффициент поглощения, чем 980 нм,
она проникает глубже в жировые ткани и может более эффективно использоваться
при лазерном липолизе. Меньший коэффициент поглощения заставлял излучение
распространяться глубже в ткани, следовательно, энергия лазера накапливалась в
большем объеме, и липолиз выполнялся более эффективно.
Кроме того, проникновение излучения в
дермальный слой при поверхностной обработке с длиной волны 1064 нм приводило к
ретракции коллагена, что делало возможной подтяжку кожи с помощью лазера Nd:
YAG с длиной волны 1064 нм. Эти замечания подтвердили приоритет длины волны
1064 нм над длиной волны 980 нм и являются причиной того, что в настоящее время
лазеры на Nd: YAG 1064 нм широко используются в лазерном липолизе. Результаты
моделирования нагрева ткани с помощью Comsol Multiphysics показали различное
повышение температуры после излучения с длинами волн 980 нм и 1064 нм.
Результаты нашего моделирования показали, что длина волны 1064 нм может быть
успешно использована в лазерном липолизе. Результаты нашего моделирования
показали, что ткань нагревается до 339,687 К или 66,537 ℃, что было достаточно,
чтобы вызвать желаемое повреждение ткани. Опыт показал, что термическое
повреждение жировой ткани происходит примерно в диапазоне температур 50-65 ℃.
Большинство исследователей единодушно считают, что этот температурный диапазон
является клинической конечной точкой лазерного липолиза. Более высокие
температуры могут вызвать такие негативные эффекты, как синяк и некроз. Кроме
того, более низкие температуры не вызывают эффективного разрушения адипоцитов
(липолиза).
Наше моделирование показало, что повышение
температуры на длине волны 980 нм составило 70,802 ℃, что выше, чем диапазон
температур, упомянутый ранее. Соответственно, этот лазер вызвал нежелательные
побочные эффекты на ткани, включая гипертермию. В целом, Nd: YAG-лазер с длиной
волны 1064 нм широко используется в лазерном липолизе, и, как показали наши
результаты, в качестве альтернативы можно использовать диодный лазер с низкой
мощностью 980 нм, потому что с более низкой мощностью можно контролировать
повышение температуры и избегать гипертермии.