کروموفورها در لیزر درمانی

لیزرها بسته به ماده لیزری یک طول موج مشخص تولید می‌کنند. تکفامی لیزر به دلیل ضریب جذب مهم است. ضریب جذب به کروموفور و طول موج بستگی دارد. کروموفورها اجزای پوست هستند که طول موج خاصی را جذب می کنند. سه کروموفور اصلی پوست عبارتند از: ملانین[1]، هموگلوبین(Hb)[2] و آب. علاوه بر این، جوهر تاتو نیز به عنوان یک کروموفور در نظر گرفته می‌شود. اپیدرم[3] فقط حاوی ملانین و آب، و درم[4] فقط حاوی هموگلوبین و آب است(جدول 2-4). در اختلالات پیگمنتیشن پوستی مانند خال اوتا[5] شکل 2-15 (یک رنگ آمیزی آبی است که در صورت و اغلب در قسمت سفید چشم، پیشانی، بینی، گونه، ناحیه اطراف شقیقه ایجاد می شود) و خالکوبی ممکن است درم ملانین یا جوهر تاتو داشته باشد.

شکل2-15: اختلال پوستی خال اوتا

جدول 2-4: کروموفورهای موجود در لایه‌های مختلف پوست

پوست	کروموفور
اپیدرم	ملانین، آب
درم	هموگولوبین، آب، (ملانین، جوهر تتو)

 

کروموفورها و طول موج‌های مربوطه به شرح زیر است: کروموفور نور فرابنفش عمدتاّ DNA، پروتئین و آب است و کروموفور نور مرئی ملانین، هموگلوبین، اکسی هموگلوبین[6]، هموسید ارین[7]، بیلی روبین[8]، کاروتئونید[9] و سیتوکروم[10] است. کروموفور نور مادون قرمز نزدیک ملانین، هموگلوبین، اکسی هموگلوبین و سیتوکروم است در حالی که کروموفور نور مادون قرمز میانه آب و لیپید[11] و کروموفور نور مادون قرمز دور آب است.

2-10-2 ضریب جذب

برخی کروموفورها یک مشخصه نرخ جذب نور دارند که در واقع همان ضریب جذب است. به عنوان مثال، ملانین، هموگلوبین و آب، همگی دارای نرخ‌های جذب متفاوتی برای طول موج‌های متفاوت هستند. علاوه بر این، ضریب جذب نه تنها به کروموفور، بلکه به طول موج نیز بستگی دارد شکل 2-16. برای مثال، وقتی یک پرتو لیزر یاقوتی 694 نانومتری 1000 فوتون می‌تابد، 90 فوتون در کروموفور ملانین جذب می شود و یک فوتون در کروموفور هموگلوبین جذب می شود. از آنجایی که طول موج در هنگام خرید دستگاه لیزر تعیین می‌شود، باید لیزر را برای کروموفور مورد نظر خود خریداری کرد. به عنوان مثال، برای درمان عروق[12]، لیزرهایی با طول موج 500-600 نانومتر با ضریب جذب بالا برای هموگلوبین مورد نیاز است. برای ضایعات پیگمنت(رنگدانه) و لیزر موهای زائد، لیزر یاقوت یا الکساندریت با ضریب جذب بالا برای ملانین مورد نیاز است.

شکل2-16: منحنی جذب برای طول موج‌های مختلف و کروموفورها.

2-11 برهمکنش لیزر-بافت

پس از تابش لیزر و جذب به پوست گرما ایجاد می‌شود. به عبارت دیگر انرژی نور به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود، در نتیجه دمای کروموفور افزایش می‌یابد. با افزایش دما در پوست، پدیده‌های مختلفی رخ می‌دهد. به ترتیب از کم دما به بالا: دناتوره شدن پروتئین، تبخیر آب، کربنیزاسیون، تبخیر و … اتفاق می‌افتد. برهمکنش‌های لیزر-بافت (اثرات) را می‌توان به سه نوع طبقه بندی کرد: اثرات فوتوترمال[13]، اثرات فوتومکانیکی[14] و اثرات فتوشیمیایی[15].

اثر فتوترمال به برهمکنش لیزر با بافت به همراه پدیده‌های انعقاد، تبخیر، کربنی شدن، ذوب اشاره دارد. به عنوان مثال، انعقاد و تشکیل دلمه هنگام درمان لنتیژین ها با لیزر پالس بلند یا IPL، یا تبخیر با لیزر CO₂ به عنوان یک اثر فتوترمال در نظر گرفته می‌شود.

اثرات فوتومکانیکی برهمکنش‌های لیزر-بافت را توسط پدیده‌های تشکیل پلاسما، موج ضربه‌ای، حفره‌زایی، تشکیل جت نشان می‌دهند. به عنوان مثال، ترکیدن رگ های خونی منجر به پورپورا توسط لیزر [16]PDL585 نانومتری و آسیب ملانوسیت‌ها[17](یا سلول‌های ملانین ساز سلول‌هایی هستند که مسئولیت ساخت رنگدانه‌های ملانین را در پوست به عهده دارند.) وتجزیه ملانوزوم‌ها[18](اندامک‌هایی که فرآیند ملانین‌سازی در آنها صورت می‌پذیرد.) توسط لیزر Q-switched به عنوان یک اثر فوتومکانیکی در نظر گرفته می‌شود.

اثرات فوتوشیمیایی شامل لیزردرمانی کم توان(LLLT)[19] با استفاده از دیودهای نور نور گسیل(LED) یا لیزرهای He-Ne، و لیزرهای اگزایمر برای بیماری لک و پیس است.

این سه اثر تحت چه شرایطی رخ می‌دهد؟ اثرات مختلف بسته به مدت پالس و چگالی توان رخ می‌دهد شکل 2-17. اگر طول پالس بر حسب ثانیه و چگالی توان کم باشد، اثر فتوشیمیایی رخ می‌دهد. درصورتیکه طول پالس بر حسب میلی ثانیه و چگالی توان حدود W/cm² 1-10³ باشد. اثر فتوترمال رخ می‌دهد. و اگر طول پالس بر حسب نانوثانیه و چگالی توان بیش از W/cm² 10¹¹ باشد، اثر فوتومکانیکی رخ می‌دهد.

اصول لیزر درمانی

اکنون آنچه را که در مورد لیزر مرور کردیم را در یک جمله خلاصه می‌کنیم. اصل لیزر درمانی این است:

1. از لیزر که یک منبع تک طول موجی استفاده می‌شود.
2. طول موج، مدت زمان پالس و اندازه لکه باسد متناسب با کروموفور هدف انتخاب شود.
3. فقط باید بافت هدف را تحت تاثیر قرار دهد و باید بر بافت‌های اطراف بی تاثیر باشد.
4. برای ایجاد تغییرات در کروموفور، مانند دناتوره شدن پروتئین، تبخیر، کربن و غیره دمای کروموفور باید به صورت انتخابی افزایش یابد.

مهمتر از درمان، جلوگیری از عوارض و عوارض جانبی است. که در فصل‌های بعدی این عوارض و نحوه پیشگیری از آن به طور کامل توضیح داده خواهد شد.

 

[1]  melanin

[2]  hemoglobin

[3]  epidermis

[4]  dermis

[5]  nevus of Ota

[6] oxyhemoglobin

[7]  hemosiderin

[8]  bilirubin

[9] carotenoid

[10]  cytochrome

[11]  lipid

[12]  vascular therapy

[13]  Photothermal effects

[14]  photomechanical effects

[15]  photochemical effects

[16]  Pulsed Dye Laser

[17]  melanocytes

[18]  melanosomes

[19]  low-level laser therapy