لیزرهای کیوسوئیچ

لیزرهای کیوسوئیچ (QS) با نتایج بالینی عالی، قابلیت پیش بینی چشمگیر و مشخصات ایمنی خوب به طور گسترده ای استاندارد طلایی برای حذف خالکوبی در نظر گرفته می شوند. تولید پالس های غول پیکر با روش سوئیچ Q مسئول برهمکنش بافت و لیزر است. که در حذف خالکوبی توسط لیزرهای QS مشاهده می شود. لیزرهای QS با تجزیه رنگدانه های تاتو کار می کنند. تکه تکه شدن مکانیکی رنگدانه های خالکوبی محصور شده در اندامک های لایه دار درون سلولی و به دنبال آن فاگوسیتوز آنها توسط ماکروفاژها رویداد اصلی در پاکسازی رنگدانه ها توسط لیزر QS است.

معرفی

در طول سال‌ها، بسیاری از روش‌های حذف خالکوبی، مانند درم ابریژن (dermabrasion)، سالابریژن (salabrasion)، جراحی، و سوزاندن پوست خالکوبی شده از طریق انجماد با نیتروژن مایع مورد بررسی قرار گرفته است. ظهور لیزر گزینه های جدیدی را برای پاک کردن خالکوبی به ارمغان آورد. لیزرهای آرگون و CO2 اولیه با لیزرهای Q-switched (QS) جایگزین شده‌اند که در سال‌های اخیر به دلیل توانایی آنها در حذف موثر رنگدانه‌های خالکوبی با حداقل عوارض جانبی، به پایه اصلی حذف تاتو تبدیل شده‌اند.

رنگدانه تاتو

جوهرهای تاتو از رنگدانه هایی تشکیل شده اند که در محلول حامل معلق هستند. رنگدانه های خالکوبی از مواد معدنی تا رنگ های آزو با طیف های جذب متغیر می باشند. آنها عمدتاً نمک های فلزی هستند اما می توانند مجموعه ای از پلاستیک ها و رنگ های گیاهی نیز باشند. رنگدانه رنگ خالکوبی را فراهم می کند. حامل ممکن است یک ماده یا مخلوط باشد. هدف از حامل این است که رنگدانه را به طور یکنواخت در یک ماتریکس مایع توزیع کند. تا مانع از رشد عوامل بیماری زا، جلوگیری از جمع شدن رنگدانه و کمک به اعمال آن روی پوست شود. رایج ترین ترکیبات موجود در حامل عبارتند از: اتیل الکل، آب تصفیه شده، فندق، لیسترین، پروپیلن گلیکول و گلیسرول.

لیزرهای کیوسوئیچ

لیزرهای کیو سوئیچ (QS) مکانیزمی است که برای کنترل خروجی نور از طریق متمرکز کردن تمام انرژی در مجموعه‌ای از پالس‌ها با مدوله کردن تلفات درون کاواک که به اصطلاح  Q فاکتور تشدیدگر لیزری نامیده می‌شود، استفاده می‌شود. این تکنیک عمدتاً برای تولید پالس‌های نانوثانیه‌ای با انرژی بالا و توان حداکثر با لیزرهای بالک حالت جامد استفاده می‌شود. دستگاه های لیزری که دارای سوئیچ Q هستند، به دلیل انرژی بالا و مدت زمان پالس کوتاه، قادر به انجام فتوترمولیز انتخابی هستند. از این مشخصه می توان برای حذف رنگدانه خالکوبی به منظور رسیدن به نتایج بالینی مورد نظر بدون آسیب زیاد به بافت های اطراف و با زمان بهبودی نسبتاً سریعتر و بدون عارضه اعمال کرد.

انواع لیزرهای کیوسوئیچ

سه لیزر کیوسوئیچ با پالس کوتاه، با شدت بالا و رنگدانه انتخابی که امروزه به طور گسترده برای پاک کردن خالکوبی استفاده می شود به شرح زیر است:

1) لیزر کیوسوئیچ یاقوتی (Q-switched ruby laser): QSRL نور را در طول موج 694 نانومتر ساطع می‌کند و مدت پالس آن 28 تا 40 نانومتر است.

2) لیزر کیوسوئیچ الکساندرایت (Q-switched alexandrite laser): در لیزر QSAL مدت زمان پالس 50-100 نانوثانیه، با اندازه لکه 2-4 میلی متر و نرخ تکرار تا 10 هرتز.

3) لیزر کیوسوئیچ ایتریوم آلومینیم گارنت دوپ شده با نئودیمیوم  (Q-switched neodymium-doped yttrium aluminum garnet): لیزر QS Nd:YAG نور مادون قرمز را در 1064 نانومتر ساطع می کند و دارای مدت زمان پالس نانوثانیه 5-10، اندازه لکه 1/5 – 8 میلی متر است. نرخ تکرار تا 10 هرتز. در این لیزرفرکانس را می توان دو برابر کرد که در نتیجه آن طول موج نصف (532 نانومتر) می شود. این کار با عبور پرتو لیزر از تیغه کریستال تیتانیل فسفات پتاسیم (KTP) انجام می شود.

طیف جذب وسیع رنگدانه های خالکوبی نشان می دهد که خالکوبی های با رنگ های متنوع به لیزرهای QS مختلف برای حذف نیاز دارند. اگرچه QSRL و QSAL اولین لیزرهایی بودند که برای خالکوبی استفاده می‌شدند، لیزر QS Nd:YAG به دلیل طول موج طولانی‌تر، فلوئنس بالاتر و پالس کوتاه‌تر، به‌عنوان نمونه اولیه لیزر برای خالکوبی با رنگدانه های سیاه و آبی تیره ظاهر شده است.

مکانیسم حذف خالکوبی توسط لیزرهای کیوسوئیچ

لیزرهای QS پالس‌های کوتاه و با شدت بالایی را منتشر می‌کنند که باعث تخریب ترمومکانیکی از طریق امواج فوتوآکوستیک می‌شود. که در نتیجه، منجر به تکه تکه شدن رنگدانه‌های تاتو می‌شود که در اندامک‌های لایه‌دار درون سلولی قرار دارند. فاگوسیتوز بعدی ذرات جوهر تکه تکه شده منجر به محو شدن تدریجی و پاک شدن رنگدانه های تاتو می شود.

اندرسون و پریش، در مقالات برجسته خود در مورد اپتیک پوست، تئوری فتوترمولیز انتخابی را ارائه کردند. این نظریه فرض می‌کند که طول موجی که توسط کروموفور هدف جذب می‌شود، به طور انتخابی به آن کروموفور آسیب می‌رساند یا از بین می‌برد. اگر فلوئنس به اندازه کافی بالا باشد و مدت زمان پالس کمتر یا برابر با زمان استراحت حرارتی (TRT) آن کروموفور باشد. بنابراین، اگر مدت پالس لیزر کمتر از TRT کروموفور هدف باشد، انتشار گرما صورت نمی گیرد و آسیب به طور انتخابی به هدف محدود می شود بدون اینکه آسیب جانبی به بافت های اطراف وارد شود.

لیزرهای QS بر اساس اصل فتوترمولیز انتخابی کار می‌کنند و همچنین یک اثر فوتوآکوستیک اضافی تولید می‌کنند. امواج ضربه‌ای را تولید می‌کنند که باعث انفجار هدف می‌شود. انرژی بسیار بالایی در حد 300 مگاوات در مدت زمان بسیار کوتاه (5 تا 100 نانوثانیه) تحویل داده می شود که منجر به انبساط حرارتی سریع می شود. در نتیجه آن امواج ضربه ای تولید می کند که ذرات جوهر مورد نظر را پاره می کند. فاگوسیتوز رنگدانه توسط ماکروفاژها روش اصلی حذف است. قطعات پاره شده توسط ماکروفاژهای بافتی یا به کانال های لنفاوی یا به غدد لنفاوی منطقه هدایت می شوند. برخی از قطعات ممکن است از طریق اپیدرمی حذف شوند، زیرا پوسته پس از درمان جدا می شود.

برای انتخابی بودن، مدت پالس لیزر باید با TRT هدف مطابقت داشته باشد. TRT تخمینی اپیدرم 1-10 میلی ثانیه و TRT ذرات جوهر خالکوبی ns 0/1-10 است، اگرچه برخی برآوردهای جدیدتر در محدوده ps 100-10 هستند. اندازه ذرات جوهر تاتو حدود 100-10 نانومتر است و به طور کلی در عمق 1/1-2/9 میلی متر قرار می گیرد. برهمکنش لیزر-بافت باعث ایجاد بخار بین سلولی و تشکیل واکوئل در رنگدانه هدف می شود که باعث پراکندگی نور مرئی می شود که منجر به سفید شدن فوری می شود. به دلیل اثر فوتوآکوستیک، در طول عمل لیزر، صدایی شنیده می‌شود.

نتیجه

لیزرهای QS، بر اساس اصل فتوترمولیز انتخابی، تکنیک‌هایی را برای حذف خالکوبی ارائه می‌کنند که به حذف انتخابی هر رنگدانه خالکوبی با حداقل خطر ایجاد اسکار و/یا تغییر رنگدانه دست می‌یابد. از آنجایی که برای درمان خالکوبی های چند رنگ به طول موج های زیادی نیاز است، نمی توان از یک سیستم لیزری به تنهایی برای حذف تمام جوهرهای موجود و ترکیبات آن استفاده کرد. چندین مطالعه به این نتیجه رسیده‌اند که پالس‌های پیکوثانیه در تکه تکه شدن ذرات خالکوبی کارآمدتر از پالس‌های نانوثانیه هستند. بنابراین، تحقیقات کنونی بر روی لیزرهای پیکوثانیه‌ای جدیدتر تمرکز می‌کند، که ممکن است در پاکسازی مؤثر و سریع جوهرهای خالکوبی پر جنب و جوش موفق‌تر از لیزرهای QS باشند.