Влияние различных длин волн лазеров на клетки кожи (часть 1)

В этой статье я хочу познакомить вас с новейшей публикацией, вышедшей в журнале «International Journal of Molecular Science» в марте 2021 года.

Я часто публикую статьи о вреде или побочных эффектах лазерной эпиляции, и у вас может сложиться впечатление, что я негативно отношусь к лазерам в целом или оптической эпиляции в частности.

На самом деле это не так: лазеры играют огромную роль в разных сферах жизнедеятельности человека, в том числе в медицине. И грамотное их применение в руках врачей творит чудеса.

В равной степени это относится и к лазерной эпиляции. Моё негативное отношение выражается только в осуждении двух моментов.

Во-первых, зачастую салоны лазерной эпиляции обещают удаление всех волос навсегда, а это неправда. Лазеры помогают удалить волосы на длительный срок, от 6 месяцев до нескольких лет.

Также они по-разному работают на разных зонах у разных клиентов. И надо помнить о цвете кожи и самих волос, так как оптика не работает с блондинами, седыми или рыжими волосами.

Во-вторых, любое оборудование должно применятся специалистом с учётом анамнеза клиента. Главное здесь: не навреди, а не получи прибыль и забудь. Применение таких систем без медицинского образования, а также ложные обещания – это опасный и недобросовестный путь. Но вернёмся к лазеру.

Лазеры и их влияние на кожу человека

Изобретение систем, позволяющих излучать волны определенной длины и интенсивности, произвело революцию во многих сферах жизни, включая медицину.

В настоящее время использование устройств, излучающих свет, является не только незаменимым, но и необходимым элементом многих диагностических процедур. Это также способствовало разработке новых методов лечения трудноизлечимых заболеваний.

Однако использование лазеров в промышленности и медицине может быть связано с высокой частотой чрезмерного облучения, которое может привести к травмам, а наиболее подвержены риску ткани кожи.

Лазерное облучение в низких дозах в настоящее время используется для лечения различных кожных заболеваний.

Поэтому необходимы соответствующие знания о его влиянии на метаболизм клеток дермы.

История применения лазеров

Лазеры (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) широко используются в качестве инструментов в науке, медицине и промышленности.

Самым популярным использованием является режущий инструмент.

Впервые лазер был применен в 1967 году П. Хоулдкрофтом, который использовал углекислотную модель, чтобы разрезать миллиметровый стальной лист. В настоящее время лазеры используются во всем мире для точного вырезания любых форм, в том числе трехмерных, из различных материалов.

Режущие свойства лазеров также используются в медицинской хирургии, где очень важна точность.

Второе применение лазеров - это диагностика.

Лазеры позволили создать и разработать устройства, которые, используя феномен флуоресценции в сочетании с методологией моноклональных антител, стали мощным инструментом для изучения метаболизма и функций клеток.

Третье популярное применение лазеров - лечение различных заболеваний в медицине и исправление несовершенств тела в косметологии.

Для этих целей обычно используются маломощные лазеры, влияющие на клеточный метаболизм. На веб-сайте клинических испытаний Национальной Медицинской Библиотеки в США перечислены более 2850 исследований, в которых фигурируют лазеры для лечения различных заболеваний.

Излучаемый лазерами свет имеет вид сфокусированного параллельного монохроматического (с одной определенной длиной волны) луча с очень высокой интенсивностью.

Свет лазеров отличается от света, испускаемого другими источниками, так как является последовательным, когерентным, с определенной длиной волны.

Облучение лазерами описывается несколькими параметрами, наиболее важный из которых длина волны.

Она определяет глубину проникновения света - чем выше длина волны, тем больше проникновение через ткани.

Это также связано с тепловым эффектом, который усиливается с увеличением длины волны.

Следующие параметры - это плотность энергии и продолжительность излучения. Оба определяют общую дозу излучения, поглощаемую клетками, что, в свою очередь, по-разному влияет на их метаболизм.

И еще один важный параметр воздействия на биологические ткани - это тип импульса: непрерывный или импульсный.

В этом исследовании были описаны механизмы действия ультрафиолетового (УФ), синего, зеленого, красного и инфракрасного (ИК) лазеров на клетки кожи.

Заметим, что в настоящее время в медицине используются как лазеры, так и светодиоды. Основное различие между этими источниками света заключается в том, что лазеры имеют одну длину волны с узкой спектральной шириной (около 1 нм), в то время как светодиоды имеют спектральную ширину до 80 нм по типу гаусс-спектра.

Также светодиоды имеют большую расходимость луча, чем лазеры. Поэтому лазер, работающий при той же номинальной мощности и длине волны, что и соответствующий светодиод, будет передавать больше энергии.

Следовательно, научные результаты, полученные с использованием светодиодов в экспериментальных условиях, нельзя рассматривать как результат, полученный с помощью соответствующего (по мощности и длине волны) лазера.

Лазерное взаимодействие с кожей

Кожа человека имеет особые свойства, которые определяют проникновение и поглощение лазерного света клетками кожи.

Свет, генерируемый лазерными устройствами, взаимодействует с тканью четырьмя различными способами: пропусканием, отражением, рассеянием и поглощением.

Наиболее важным для биологического действия лазерного света является поглощение. Ткань поглощает энергию фотонов, которая, в свою очередь, может повторно излучаться или преобразовываться в тепло, что увеличивает внутреннюю температуру.

Поглощение лазерного света зависит от взаимодействия с различными хромофорами - эндогенными соединениями, которые реагируют на волны определенной длины.

Вода, меланин и гемоглобин - три основных эндогенных кожных хромофора.

Лазерное рассеяние в биологической ткани определяет интенсивность световой энергии. Количество рассеиваемой энергии обратно пропорционально длине волны.

Проникновение лазерного света в биологические ткани увеличивается с увеличением длины волны до среднего инфракрасного диапазона, где вода, присутствующая в тканях, поглощает большую часть энергии лазерного света.

Точные знания о взаимодействии между лазером и кожей могут помочь специалисту выбрать определенные параметры лазера для терапии, такие как длина волны, интенсивность, продолжительность и плотность энергии луча.

В следующей статье подробно рассмотрим особенности воздействия УФ-света (10–400 нм), синего (450–495 нм), зеленого (495–570 нм), красного (620–740 нм) и инфракрасного (780 нм – 1 мм) спектров. Не пропустите :)

Статья подготовлена: Aleksandra Cios et al.

Адаптированный перевод: Олеся Смагина, помощник директора центров эпиляции «Вселенная красоты»

Источник:

Cios, A., Cieplak, M., Szymański, Ł., Lewicka, A., Cierniak, S., Stankiewicz, W., Mendrycka, M., & Lewicki, S. (2021). Effect of Different Wavelengths of Laser Irradiation on the Skin Cells. International journal of molecular sciences, 22(5), 2437.