اثرات لیزر بر جوانسازی پوست
کاربردهای لیزر در پزشکی در زمینه های مختلف مانند پوست، دندانپزشکی، چشم پزشکی، و جراحی ترویج شده است.
اسناد زیادی در مورد استفاده گسترده از لیزر در درمان پوست، به ویژه در جوان سازی پوست وجود دارد.
پیری پوست یک فرایند طبیعی است که با افزایش سن افراد رخ می دهد.
با این حال، می توان آن را با عواملی مانند نور خورشید، استرس و مواد شیمیایی شتاب داد.
پیری پوست تحت تاثیر عوامل ژنتیکی و محیطی متعددی قرار می گیرد که می تواند به صورت چین و چروک، رنگدانه غیرطبیعی، ضعف پوست، و تلانژیکتازی ظاهر شود.
محققان به طور فزاینده ای به دنبال راه های مختلفی برای جوان سازی پوست هستند.
اخیراً استفاده از اشعه لیزر برای جوان سازی پوست امری عادی شده و ظاهراً مؤثر بوده است.
گسترش و کاربرد لیزر و نور برای روش های پزشکی بر اساس اصل انتخابی فتوترمولیز در طول دو دهه گذشته به صورت نمایی افزایش یافته است.
اصل اساسی این روش این است که گرمایش انتخابی توسط جذب نور لیزر ترجیحی و ساخت گرما در کروموفور هدف به دست می آید،
با گرما در حال محلی شدن به هدف توسط مدت پالس کوتاه تر از زمان آرامش حرارتی بافت است.
این مطالعه به بررسی تأثیر پرتو لیزر بر جوان سازی پوست از جنبه های مختلف می انجامد و مقالات منتشر شده در این زمینه را بررسی می کند
تا دیدگاه جدیدی از کاربرد لیزر در جوان سازی پوست ارائه دهد.
پدیده های پیری پوست
نشانه های بالینی پیری پوست شامل نازک شدن پوست، چین و چروک های کاغذی
مانند سیگار، از دست دادن کشش، و رشد بیش از حد خوش خیم یا سازندهای عروقی مانند کراتوز یا آنژیوما است.
این علائم بالینی توسط عوامل ژنتیکی پیری ظاهر می شوند. تابش فرابنفش باعث فتوج و گرانش می شود
که منجر به تغییر ماتریس ECM برای ظاهر شدن چین و چروک می شود.
بنابراین، این فرایندهای پیری با تبادل فنوتپیک در سلول های جلدی و همچنین تغییرات ساختاری و عملکردی در اجزای ماتریکسی خارج سلولی
مانند کلاژن، الاستین، و پروتئوگلیکان ها همراه است که برای فراهم کردن استحکام کششی، کششی، و هیدراتاسیون به پوست به ترتیب لازم است.
همچنین باعث رخنه و شکنندگی پوست با سنتز کلاژن کاهش یافته و تخریب آنزیمی می شوند.
درجه فتوج پوست می تواند توسط انواع پوست فیتزپاتریک من به چهارم با توجه به شدت آن از چین و چروک چند به چین و چروک عمیق طبقه بندی شده است.
همچنین باید تغییرات الگوی عروقی را به عنوان تلانژکتازی ذکر کنیم.
بافت شناسی پیری پوست :
کرونولوژی تغییر هیتولوژیک در پیری پوست نشان می دهد که رویدادهایی
مانند آتروفی اپیدرمی و کاهش مقدار کلاژن و فیبروبلاست های درم همراه با آتروفی اپیدرمی، عمدتاً با توجه به لایه اسپینوروم اپیدرم
با توجه به چرخه های طولانی مدت سلولی اتفاق می افتد. تعداد سلول های ملانوسیت و لانگرهان در هر دهه پس از سی سالگی کاهش می یابد.
متعاقباً میزان فیبرهای کلاژن و الاستیک و همچنین فیبروبلاست ها در پوست سن زمانی نسبت به پوست جوان تر کاهش می یابد.
در افراد بعد از یائسگی، سنتز کلاژن ۳۰٪ کاهش می یابد.
با این حال، تغییر هتروژنیت و ضخامت اپیدرم در فتوج گزارش شده است.
افزایش ملانوزیت ها و کراتینوسیت های مختلف و تنظیم بیان رادیکال های آزاد از دیگر عواقب فتوجیه شناسی است.
به طور کلی می توان بیان کرد که تغییراتی در پوست پیر در درم و بین اپیدرم و درم رخ می دهد.
منجر به تجمع گلیکوسمینوگلیکان ها و پروتئوگلیکان ها در منطقه می شود.
اثرات لیزر بر جوانسازی پوست
با این حال، ممکن است به دلیل تجمع متالوپروتئناها در فیبروبلاست هایپرتروفی باشد و در تضاد با پوست فتود است
که در آن تعداد سلول های التهابی مانند ئوسینوفیل ها، دکل سلول ها، و دیگر سلول های مونو هسته ای افزایش می یابد.
تشکیل چین و چروک ممکن است باعث کاهش فیبرهای کلاژن شود. بیشتر ویژگی های برجسته تاریخ شناسی فتوج پوست تجمع الیاف بی شکل الاستیک
و همچنین الیاف ضخیم در درم به نام الاستوز خورشیدی است.
چندین مسیر بیولوژیکی و عوامل خطر مربوط به پیری پوست به عنوان تعیین می شود;
کوتاه شدن تلومراز، متالوپروتئینز ماتریس (MMPs)، انتقال سیگنال، استرس اکسیداتیو، تغییرات عروقی، تغییرات سیتوکین ها و اشعه ماوراء بنفش .
درمان پیری پوست :
پیری پوست تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله ژنتیک، قرار گرفتن در معرض محیط زیست (UV، بیگانه بیوتیک ها و استرس مکانیکی)،
تغییرات هورمونی، و فرایندهای متابولیک (تولید مواد شیمیایی واکنش پذیر مانند گونه های اکسیژن واکنشی، قندها، و آلدهیدها) قرار می گیرد.
تمام عوامل با هم کار می کنند تا پوست، عملکرد و ظاهر آن را متحول کنند.
با این حال، فرابنفش خورشیدی بدون شک عامل عمده ای مسئول پیری پوست است.
پیری پوست ممکن است عوارض جانبی روانی ایجاد کند، بیماران را به دنبال یک راه حل مناسب هدایت می کند.
تمایل عمومی به خوب به نظر می رسد و جوان اجتناب ناپذیر است و بیش از ۸ میلیون درمان آرایشی و بهداشتی در سال ۲۰۱۷ در ایالات متحده انجام شد.
درمان پوست فتود شده ممکن است به دو دسته طبقه بندی شود:
یکی حذف رنگدانه، اریتما، رگ های نامنظم، و تغییرات سبس و دیگری بهبود حساسیت پوست.
روند جوان سازی پوست با عناصر تهاجمی مانند پوست کندن در گذشته همراه بوده است،
اما در سال های اخیر تقاضا برای درمان غیر تهاجمی جوان سازی پوست به طور چشمگیری افزایش یافته است.
تقاضای عمومی برای درمان های شفا سریع تر با تعمیر و نگهداری بهتر دولت طبیعی افزایش یافته است،
که منجر به تغییر در تکنیک های جوان سازی پوست در درخواست های عمومی است.
ویژگی های لیزری و درمان پیری پوست
یکی از تکنیک های جوان سازی پوست استفاده از لیزر و دیگر پرتوهای نور است. لیزرها از سال ۱۹۸۰ برای جوان سازی پوست مورد استفاده قرار می گیرند.
طول موج های مختلف لیزر برای درمان پیری پوست استفاده شده است .
استفاده از لیزرهای پر قدرت و پوست کندن توسط تولید گرما یکی از روش های جوان سازی پوست است.
از آنجا که این فرایند با عوارض جانبی همراه است; بافت های آسیب دیده مجاور با مکانیسم مشابه بهبود زخم بهبود می یابند،
اما به تازگی استفاده از لیزرهای کم قدرت تجاری شده است.
انواع مختلف لیزر برای جوان سازی پوست لیزرهای ابلاتیو، لیزرهای غیر ابلاتیو.
جدول ۱
دو نوع لیزر با طول موج های مختلف مورد استفاده برای جوان سازی پوست۳۷٫۳۸
طول موج لیزر | نوع ۱(درمان عروقی یا رنگدانه ای) | نوع ۲ (جوان سازی پوست) | هدف گیری ویژه |
۵۳۲ nm | * | عمومی | |
۵۸۵ nm | * | عمومی | |
۵۹۵ nm | * | عمومی | |
۷۵۵ nm | * | عمومی | |
۸۰۰ nm | * | عمومی | |
۱۰۶۴ nm | * | عمومی | |
لیزرهای نور پالسی شدید | * | عمومی | |
۱۳۲۰ nm | * | آب هدف | |
۱۴۵۰ nm | * | آب هدف | |
۱۵۴۰ nm | * | آب هدف | |
لیزرهای رنگ پالسی | * | اکسی هموگلوبین هدف |
انواع مختلف لیزر درگیر در جوان سازی پوست.
لیزرهای ابلاتیو
این نوع لیزرها برای درمان زخم ها، رنگدانه ها، و ریتیدها با از بین بردن اپیدرم و گرم کردن درم استفاده شده اند (جدول ۲).
لیزرهای ابلاتیو عموماً برای بازسازی و جوان سازی پوست استفاده می شوند.
لیزرهای ابلاتیو بافت را تبخیر می کنند و از این رو تهاجمی تر هستند، در مقابل لیزرهای خفیف غیر ابلاتیو که پوست را دست نخورده باقی می مانند.
با این حال، لیزرهای آبلاتیو زمان درمان را کاهش می دهند و باعث یک فرایند بازیابی دشوارتر می شوند،
آن ها لیزرها را می مانند که چشمگیرترین چشمگیرترین را ایجاد می کنند.
برای چین و چروک شدید صورت, رنگدانه, و چالش های پوستی, لیزر های ابلاتیو اغلب درمان ترجیح داده شده.
لیزرهای غیر ابلاتیو به داخل درم نفوذ می کنند و درم را بدون گرم کردن اپیدرم گرم می کنند.
این نوع لیزرها پروتئین های دناتور درم مانند کلاژن، و تحریک سنتز کلاژن و در نهایت سفت کردن بستر پوست (شکل ۱).
شایع ترین لیزرهای ابلاتیو مورد استفاده برای جوان سازی پوست CO هستند۲,.
جدول ۲
ویژگی های ۳ نوع لیزر مورد استفاده برای جوان سازی پوست:
نوع لیزر | منبع لیزر | طول موج | اقدام |
لیزرهای ابلاتیو | شرکت۲ Er:YAG |
۱۰۶۰۰ nm ۲۹۴۰ nm 2790 nm |
Thermally ablate and vaporize epidermis & upper region of dermis |
لیزرهای غیر ابلاتیو | ILP, دوز بالا PDL دوز پایین PDLPPTP Nd:YAG دیود لیزرهای شیشه ای Erbium لیزر الکساندریت |
۵۰۰-۱۲۹۹ nm ۵۸۵-۵۹۵ nm 589-598 nm ۵۳۲ nm ۱۰۳۲ & 1064 nm 1450 nm 1540 nm |
سفت کردن پوست توسط سنتز کلاژن تحریک شده توسط فرایند بهبود زخم. کمتر مخرب از لیزرهای تاول آور است. گرم کردن درم . |
لیزر غیر ابلاتیو |
شرکت Er:YAG ۲ شیشه Erbium |
۲۹۴۰ nm ۱۰۶۰۰ nm 1540,1550 nm ۱۴۴۰,۱۵۴۰,۱۵۵۰,۱۵۵۶ nm ۱۴۴۰-۱۵۴۰-۱۵۵۰-۱۵۵۶ nm |
ایجاد ستون از پرتو در عمق پوست بدون آسیب به فضاهای بین ستون. Ablative fractional heat epidermis & upper dermis. ستون های لیزر کسری غیر ابلاتیو ستون های عمیق درم را گرم می کنند |
پی بی ام | LEDها، لیزرها، امواج چراغ های پهن | Red & Near infra-red wavelengths | درمان بدون واکنش حرارتی به عنوان عکس العمل فتوفیزیکی یا فتوشیمیایی |
نفوذ لیزرهای مختلف به پوست برای جوان سازی (A) Ablative; ب) غیر ابلاتیو. (ج) کسری.
لیزرهای غیر ابلاتیو
لایه برداری با لیزر غیرآبلاتیو یکی از پیشرفت های اصلی درماتولوژی رویه ای در دهه گذشته را نشان می دهد
و به درمان انتخابی برای طیف وسیعی از نشانه های زیبایی تبدیل شده است.
با این حال نگرانی های ایمنی مربوط به استفاده از آنها در انواع پوست تیره تر باقی مانده است.
این لیزرها کمتر از لیزرهای آبلاتیو مخرب هستند و با تحریک تولید کلاژن در درم پوست را سفت می کنند؛
اپیدرم از طریق خنک کننده پوست محافظت می شود. این نوع لیزر نسبت به لیزر نوری کمتر تهاجمی است و به دلیل تحریک کلاژن در درم، پوست را محکم می کند (جدول ۲).
اپیدرم هنگام استفاده از این لیزر خنک باقی می ماند زیرا امواج به لایه درم نفوذ می کنند.
گرمای تولید شده در درم کلاژن را کواگول می کند و سپس فرایند بهبود زخم را آغاز می کند.
در نتیجه سنتز کلاژن جدید بر روی بستر پوست و ماتریس خارج سلولی انجام می شود.۴۱
عوارض جانبی این لیزرها مانند زخم ها و عفونت ها کاهش یافته است
با این حال، کارایی لیزرهای غیر ابلاتیو کمتر از لیزرهای ابلاتیو است و از آن ها برای بیماران مبتلا به فتودیج متوسط استفاده شده است.
لیزرهای کسری
غیر ابلاتیو و ابلاتیو عموماً ستون هایی در عمق ۱ و ۲٫۵ میلی متر را به ترتیب در پوست فراهم می کنند.
مقایسه بین عمل لیزرهای ابلاتیو کسری و لیزرهای غیر ابلاتیو بر روی پوست صورت، بهبود بالینی در هر دو تکنیک را آشکار کرد؛
با این حال، تشکیل کلاژن و الاستین و ادم در پوست درمان شده توسط لیزر ابلاتیو کسری erbium بیش از یک غیر ابلاتیو بود.
لیزر resurfacing پوست به عنوان پوست کندن می تواند چین و چروک خوب از پوست حذف اگر چه,
با این حال به طور بالقوه مزایای درمان چین و چروک عمیق توسط تحریک کلاژن ساخت.
بهبود پوست در پوست کندن عمیق و resurfacing لیزر به عنوان مانند مکانیسم بهبود زخم شناخته شده است و بستگی به عمق زخم.
Photobiomodulation لیزرهای
لیزرهای PBMs عمدتاً از طیف نور قرمز و نزدیک به قرمز برای فعال کردن فرایندهای بیولوژیکی مورد استفاده
در طیف گسترده ای از کاربردهای پزشکی استفاده می کنند .
منابع کم قدرت به عنوان LEDها، چراغ های پهن باند و لیزر منابع پدیده فتوشیمیایی و فتوفیزیکی بدون واکنش های حرارتی هستند.
انرژی فتون تبدیل می شود تا واکنش های بیولوژیکی را به عنوان سنتز کلاژن تحریک کند.
تابش نزدیک به مادون قرمز به فیبروبلاست ها در ساخت کلاژن کمک می کند تا قوام پوست را افزایش دهد.
تکنیک PBM بدون واکنش های حرارتی توانسته است رضایت بیماران از جوان سازی پوست را به طرز چشمگیری افزایش دهد.
اثرات لیزری بر بافت ها
برهم کنش لیزر–پوست را می توان به صورت: فرومون های فتوشیمیایی، فتوترمال و فتوپلاسمال دسته بندی کرد.
واکنش های فتوشیمیایی زمانی اتفاق می افتد که انرژی فتون های ساخته شده توسط لیزر در مولکول های سلولها باعث واکنش های شیمیایی در مولکول ها بدون تغییر در دما می شود.
در واکنش فتوترمال، انرژی فتوترمال جذب شده در یک سلول و تبدیل به گرما باعث افزایش دمای سلول می شود که با دناتوراسیون و نکروز همراه است.
واکنش فتوپلاسمال زمانی رخ می دهد که انرژی تابش به اندازه کافی بالا باشد (۱۰۸ یا ۱۰۹ w/cm) برای تشکیل پلاسما همراه با میدان های الکتریکی بالا، واکنش های دی الکتریک، امواج شوک، و پارگی بافت.
این تکنیکی است که بافت را در یک منطقه خاص بدون آسیب رساندن به بافت های همسایه دیگر هدف قرار می دهد.
کروموفورهای مختلف مانند اکسی هموگلوبین، ملانین، آب، خالکوبی طول موج های مختلفی را جذب می کنند.
طول موج های طولانی تر می توانند در بخش های عمیق تر پوست نفوذ کنند. کروموفورها انرژی فتون را برای گرم کردن و از بین بردن اهداف جذب می کنند.
با این حال، بافت های اطراف نیاز به خنک (زمان آرامش حرارتی).
به عنوان مثال زمان خنک کننده بافت هدف برای اپیدرم ۳ تا ۱۰ میس و برای ملانوزوم ها ۱ میکروس است.
بنابراین خواص تابش و زمان آرامش بین دوره های تابش برای جوان سازی پوست مهم است.
جنبه های مولکولی اثرات لیزری در زیست شناسی سلولی
عوامل متعددی برای نشان دادن پایه مولکولی برای پیری پوست پیشنهاد شده است.
از جمله نظریه حساسیت سلولی، کاهش ظرفیت ترمیم DNA سلولی و از دست دادن تلومرها، جهش نقطه ای DNA میتوکندری
خارج هسته ای، استرس اکسیداتیو، افزایش فراوانی ناهنجاری های کروموزومی، جهش های تک ژنی، کاهش قند، التهاب مزمن و…
برخی از دانشمندان استدلال کرده اند که بیشتر تأثیرات ناشی از عوامل بیرونی است و تنها ۳٪ عوامل پیری پیشینه ذاتی دارند.
تحقیقات نشان داده اند که لیزردرمانی کم قدرت می تواند انرژی کمتری را به بافت ها تحویل دهد.
انرژی لیزردرمانی کم توان می تواند توسط میتوکندری و سیتوکروم C جذب شود.
انرژی لیزر قرمز-NIR (نزدیک به مادون قرمز) در درجه اول می تواند توسط سلول های پستانداران سیتوکروم C اکسیداز جذب شود.
الکترون های هیجان زده در اکسیداز سیتوکروم C منجر به انتقال بیشتر الکترون و متعاقباً تولید ATP بیشتر می شوند.
بررسی ها نشان داده اند که NO می تواند فعال سازی سیتوکروم C اکسیداز را مهار کند؛ از سوی دیگر، لیزرهای کم توان می توانند فعالیت NO را مهار کنند و در نتیجه فعالیت های اکسیداتیو بیشتری از سلول ها صورت می گیرد.
اثرات لیزر بر جوانسازی پوست
فعال سازی بیشتر سلول ها باعث تولید بیشتر ROS می شود.
در نظر گرفته شده است که ROS نقش لازم را در تغییرات ماتریس خارج سلولی پوست از هر دو پیری ذاتی و فتوج نمایش می دهد.
ROS را می توان از منابع مختلف از جمله زنجیره حمل و نقل الکترون میتوکندری ساخته شده، پروتئین های بومی شده پروکسیزومال
و آندوبلاستومی، واکنش فنتون، و آنزیم هایی مانند سیکلوکسیژنازها، لیپوکسیژنازها، گزانتین اکسیدازها، و نیکوتین آمید-آدینین دی لوکلئوتید فسفات اکسیداز.
لیزرهای کم قدرت برای درمان اختلالات پوستی مانند چین و چروک، زخم، و سوختگی مفید هستند
زیرا لیزرهای کم قدرت می توانستند تکثیر و بازسازی سلول ها، تعمیر DNA، کانال هاییون، و پتانسیل های غشایی را به طور مثبت تحت تأثیر قرار دهند.
جوان سازی پوست
لیزرهای کم توان می توانستند بیان ژن های مختلف را تغییر دهند چرا که Er:YAGlaser بیان IL1B، IL8، کراتین۱۶، MMP3 و MMP1 را تنظیم می کند.
در این راستا سنتز کلاژن افزایش می یابد. کاربرد لیزر مادون قرمز پیکوزکوند منجر به کاهش آسیب بافت همسایه، کاهش سیگنالینگ بتا کاتنین و TGF b و زنده ماندن بیشتر سلول برای تسریع در فرایند بهبود زخم می شود.
پوست رو به رشد CO2 ابلاتیو، تنظیم MMPs مختلف را آشکار کرد.
در یک مطالعه در مقیاس بزرگ پیری پوست و پروتئین های جوان سازی پوست، پروتئومیمیک کارآمد است.
پروتئومیک محدودیت های فنی کمتری در شناسایی پروتئین دارد و تعداد زیادی پروتئین را می توان با این تکنیک شناسایی کرد.
تجزیه پروتئومیک پوست پا در مقایسه با پوست پستان وجود ۵۰ پروتئین شایع ECM در هر دو پوست را نشان داد،
اما بین عبارات تناسین ایکس در پوست پستان و جزء آمیلوئید p سرم در پوست پا تفاوت وجود داشت.
رویکرد پروتئومیمیک تحریک پوست تنظیم HSP27 را نشان داد و آن را به عنوان نشانگر تحریک پوست پیشنهاد کرد.
ارزیابی پروتئومیمیک پوست لیزری تعادل بین سرطان پوست و تابش لیزر را پیشنهاد کرد.
پیری منجر به کاهش کلاژن پوست و فیبرهای الاستیک با تنظیم MMPs; با این حال، UV باعث پیری پوست به طور موثر.
جوان سازی پوست
لیزر درمانی با قدرت پایین می تواند بیان سیتوکراتین و آنتی ژن های مربوط به تکثیر را پایین تنظیم کند.
Proteomics assay نشان داد تنظیم پایین بیان Rho GDI 1 پس از درمان لیزر کم قدرت و تنظیم فعالیت های پروتئین رو می تواند actin سیتوسکلتون مختل
و کشتن keratinocytes پس از مهاجرت keratinocytes جدید به جای آنهایی که قدیمی.
لیزر درمانی می تواند پروتئین HSP26 را کاهش دهد و باعث مرگ سلول های سطحی پوست پس از ۲۴ ساعت درمان شود.
در یک مطالعه، تابش لیزری Er:YAG سطح پایین به سلول های فیبروبلاست زنجبیلی باعث بالا رفتن پروتئین شفای زخم گالکتین ۷ شد
و کاهش تکثیر سلول ها را پس از لیزردرمانی در سلول های فیبروبلاست زنجبیلی پیشنهاد کرد.
یک مطالعه توسط De Filippis و همکاران نشان داد که تعامل بین کراتینوسیلت ها و فیبروبلاست و فیلاگرین، آکواپورین، TGase، HSP70 با کاهش MMP-1 و افزایش الاستین و پروکولاژن تیپ۱ با استفاده از لیزر غیر آبی ۱۰۶۴ nm Nd:YAG است.
نتیجه
همان طور که ارزیابی جوان سازی پوست و لیزردرمانی نشان داد، بسیاری از پروتئین های مربوط به سنتز کلاژن، فیبروبلاست ها و تکثیر کراتینوزیت ها و فعالیت های آپوپتوز معرفی شدند.
با این حال، بررسی های بیشتری در مورد تجزیه و تحلیل پروتئومیک و ژنومیک برای تفسیر اثرات لیزری بر زیست شناسی مولکولی جوان سازی پوست مورد نیاز است.
تا راه های بهتری برای جوان سازی پوست پیر بهبود یابد زیرا بسیاری از پروتئین ها و ژن ها هنوز ناشناخته هستند.
از سوی دیگر بهبود لیزر برای درمان پوست های مختلف و سرد شدن زودتر لایه های پوست پیشنهاد می شود.