Домой Здоровье Обзор лазера в дерматологии: прошлое, настоящее и будущее

Обзор лазера в дерматологии: прошлое, настоящее и будущее

156
0

17-1

Обзор лазера в дерматологии: прошлое, настоящее и будущее

Авторы обсуждают краткую историю лазеров и их использование в дерматологии.

Несмотря на превосходные результаты, достигнутые при использовании лазера в дерматологии, этот специальный метод лечения находится в постоянном развитии. В настоящее время разрабатываются новые устройства для лечения различных заболеваний, в то время как лазеры, которые уже используются, претерпевают изменения, чтобы стать более безопасными, эффективными и полезными при многих других заболеваниях.

История лазера

Спустя шестьдесят лет после своего открытия, в обществе, которое все больше захвачено технологиями, трудно представить, как еще несколько лет назад лазер был всего лишь эмпирическим методом, академическим исследованием или футуристическим проектом, как мы можем прочитать у Толстого.

Однако, если мы хотим проследить истоки лазерной технологии; мы должны вернуться в первые годы XX века, когда открытия Планка и Эйнштейна заложили научную основу для развития лазера.

Макс Планк посвятил много времени изучению термодинамического явления излучения. Наконец, в 1900 году, возможно, в своем самом важном исследовании, он обнаружил взаимосвязь между энергией и частотой излучения и пришел к выводу, что энергия может испускаться или поглощаться только дискретными порциями, названными «квантами».

Его теория была новаторской и вдохновляла новых физиков, таких как Альберт Эйнштейн и другие. В 1905 году Эйнштейн предложил, как свет передает свою энергию кусками, которые были представлены фотонами, дискретными квантовыми частицами.

Позже, в 1916 году, Эйнштейн ввел понятие вынужденного излучения: фотоны, взаимодействуя с возбужденными атомами или молекулами, могли стимулировать излучение новых фотонов, имеющих ту же частоту, фазу, поляризацию и направление, что и у первого.

Несмотря на гениальность квантовой теории излучения Эйнштейна, исследования, проводившиеся в последующие десятилетия, не оказали большого влияния на научный мир. В 1928 году немец Ладенбург и Копферман сообщили о феномене вынужденного излучения радиации. Несколькими годами позже Фабрикант предположил, как стимулированное излучение в газовом разряде может усиливать свет; в то время как Перселл и Паунд описали вынужденное излучение радиоволн. В 1953 г. американец Вебер предложил СВЧ-усилитель, основанный на вынужденном излучении в парамагнитном твердом теле.

Тем не менее только в 1954 году теория Эйнштейна стала реальностью на практике. В том же году американцы Таунс и Вебер, а также русские Басов и Прохоров независимо друг от друга сообщили о своем внедрении MASER («Микроволновое усиление за счет вынужденного излучения»), специального устройства для генерации микроволнового излучения, использующего возбужденные молекулы аммиака в резонансном состоянии.

В то время как последовал всплеск развития микроволновых мазеров (например, в 1956 году Бломберген разработал твердотельный микроволновый мазер), некоторые физики начали думать о распространении принципа мазера на более высокие частоты.

В 1958 году Чарльз Таунс и Артур Шавалов в статье, опубликованной в Physical Review Letters, показали, что мазеры теоретически можно заставить работать в оптическом и инфракрасном диапазонах. Новые экспериментальные исследования были проведены Таунсом, Шаваловым и молодым физиком Гулдом.

Наконец, 16 мая 1960 года Теодор Х. Мейман, физик из исследовательских лабораторий Хьюза в Малибу, сконструировал первый лазер, используя цилиндр из синтетического рубина с серебряным покрытием на концах, чтобы сделать их отражающими и способными служить в качестве лазера. Майман использовал фотовспышку в качестве источника накачки лазера.

Всего две недели спустя Гулд и Шавлов создали свои рубиновые лазеры.

Как это часто бывает с великими изобретениями и открытиями, открытие лазера долгое время подвергалось сомнению. В 1964 году Таунс, Басов и Прохоров получили Нобелевскую премию за свои исследования; а в 1977 году Гулд был признан отцом лазера, который также первым ввел термин «лазер» («усиление света за счет вынужденного испускания излучения»).

Пока научная группа обсуждала эти диатрибы, лазер был включен, и его технология непрерывно развивалась. С другой стороны, это было время холодной войны, и исследования лазеров, например, для различных технологий, изначально были адресованы военной области (например, лазерная направляющая для высокоточной бомбы, используемая во Вьетнаме).

С годами и с развитием технологий, несмотря на первоначальные впечатления, лазер стал фундаментальным, незаменимым и вездесущим устройством современной науки. За прошедшие годы были созданы и внедрены в продажу новые и новые лазерные машины, способные создавать различные пучки излучения.

Постепенно лазер нашел применение в различных сферах человеческой деятельности: от телекоммуникаций до промышленности, от аэронавтики до покорения космоса, от фотографии до создания трехмерных изображений и компьютерной сферы.

Конечно, даже медицина не могла остаться невосприимчивой к этому явлению.

В кратчайшие сроки врачи приступили к испытаниям лазеров в медицинской практике, особенно в таких отраслях, как офтальмология, где источники света широко применялись давно. В 1961 году американцы Чарльз Кэмпбелл и Чарльз Кестер лечили пациента с опухолью сетчатки с помощью лазера. Примерно через неделю Цвенг успешно выполнил аналогичную операцию.

К семидесятым годам лазеры широко использовались во многих областях медицины: Каплан применил их в пластической хирургии; Аронофф и Яко в отоларингологии; Хофештеттер в урологии; Кифхабер и Дуайер в гастроэнтерологии и эндоскопии; Беллина в гинекологии; Абела в кардиологии; Ашер в нейрохирургии; Lynn-Power в стоматологии; Апфельберг для лечения сосудистых поражений; Чекуров, Оширо и Треллес в ревматологических и травматологических заболеваниях.

Даже дерматология была захвачена новой технологией.

Лазер в дерматологии: прошлое

В 1963 году Леон Гольдман, также известный как «отец лазеров в медицине», первым применил лазер в дерматологии, тем самым предвосхитив эру невообразимого технологического развития и инновационного терапевтического потенциала. В своих первых исследованиях Голдман сообщил о влиянии лазера Маймана на избирательное разрушение пигментных структур кожи, таких как черные волосы. Он также описал потенциальное использование рубинового лазера и более инновационного устройства с модуляцией добротности для удаления татуировок и возможное лечение других пигментных поражений, таких как невусы и меланомы. Кроме того, Голдман исследовал использование аргонового лазера при лечении сосудистых мальформаций и использование углекислотного лазера для фото-иссечения кожных образований.

В 1966 году Местер, обнаружив положительное влияние низкоэнергетического красного лазера на рост волос у крыс, решил использовать ту же систему для стимуляции заживления пролежней.

Только год спустя Догерти экспериментировал с использованием лазера для активации светочувствительных веществ, которые были способны избирательно связывать и разрушать раковые клетки. Так зародилась фотодинамическая терапия.

В тот же период Гольдман все еще изучал эффекты различных лазеров при лечении дерматологических заболеваний, подчеркивая важность защитных мер и предлагая идею лазера как диагностического инструмента. В 1973 году он также представил лазер на неодиме: иттрий-алюминиевом гранате (Nd: YAG) для лечения сосудистых поражений.

В середине семидесятых итальянская Sesti начала исследовать нехирургические лазеры для заживления ран; в 1976 году его команда успешно вылечила пролежни.

Кроме того, итальянская научная группа была заражена лазерными технологиями, и в 1979 году родилось первое «Итальянское общество лазерной медицины и хирургии».

Тем не менее, только в 1980 году лазерная терапия претерпела глубокую революцию в связи с теорией селективного фототермолиза, постулированной Роксом Андерсоном и Джоном Пэрришем: используя определенную длину волны, мы достигаем разрушения определенных молекул (или хромофоров), что позволяет лучше локализовать тепловую энергию и минимизировать повреждения окружающих тканей.

Всего три года спустя Оширо Ацуми описал использование нехирургических лазеров и механизмы их действия. В то же время Пассерелла изучал лазерное воздействие на митохондрии.

В 1984 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) разработало первые рекомендации по использованию лазеров при различных сосудистых и дерматологических поражениях. С тех пор FDA обновляет их каждый год.

80-е годы также характеризовались первым применением фотоакустического лазера при лечении пластических кальцификаций полового члена и внедрением лазеров-склеротерапии для лечения телеангиэктазий нижних конечностей.

Наконец, девяностые годы характеризовались увеличением исследований и описаний случаев лазерной шлифовки (Грегори и другие), лазерной эпиляции и лазерного омоложения.

Лазер в дерматологии: современность

По первым исследованиям Гольдмана, современная дерматология может иметь в распоряжении широкий спектр лазерного оборудования, часто очень похожего друг на друга, которое может лечить многие кожные заболевания с абсолютной эффективностью и безопасностью.

Среди дерматологических лазеров чаще всего используются хирургические, особенно лазер на диоксиде углерода (CO2-лазер). Из-за своей специфической длины волны (10600 нм), а также его переменной природы и продолжительности излучения (непрерывный, импульсный), CO2-лазер может быть полезен для лечения различных заболеваний кожи или слизистых оболочек.

Также Er: YAG-лазер (длина волны: 2940 нм) является полезным хирургическим лазером, особенно для лечения поверхностных кожных поражений и обновления кожи.

Другими фундаментальными дерматологическими лазерами являются лазеры для сосудов, возможно, устройства, которые получили наибольшую пользу от непрерывного технического прогресса. Даже если для лечения различных сосудистых поражений доступны разные типы лазеров, DYE-лазер (длина волны: 595 нм) и Nd: YAG (длина волны: 1064 нм или 532 нм) являются лучшими. Они чаще всего используются из-за их безопасных профилей и широких областей клинического применения.

Наконец, есть дерматологические лазеры, полезные для эстетических целей, такие как устройства для удаления доброкачественных пигментных поражений, удаления волос, удаления татуировок и шлифовки поверхностей. Возможно, именно эта область лазерной терапии получила наибольшую пользу от внедрения устройств с модуляцией добротности.

Лазеры с модуляцией добротности производят очень короткие импульсы (наносекунды) с высокой пиковой мощностью (мегаватты), что позволяет получать лучшие и более быстрые клинические результаты.

Лазер в дерматологии:… будущее (?)

Несмотря на превосходные результаты, достигнутые при использовании лазера в дерматологии, этот специальный метод лечения находится в постоянном развитии.

В настоящее время разрабатываются новые устройства для лечения различных заболеваний, в то время как лазеры, которые уже используются, претерпевают изменения, чтобы стать более безопасными, эффективными и полезными при многих других заболеваниях.

Среди первой группы устройств — эксимерный ксенонхлоридный лазер (длина волны: 308 нм), полезный для лечения аутоиммунных заболеваний (например, псориаза, витилиго, очаговой алопеции), и низкоуровневый лазер, который успешно применяется для заживления ран.

Среди второй группы лазер Nd: YAG является прекрасным примером того, как технический прогресс может привести к более широкой области клинического использования, такой как липолиз и лечение онихомикоза.