CHƯƠNG 2: TƯƠNG TÁC LASER – MÔ

Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology CH NG 2: T D ch: Bs Tr NG TÁC LASER – MÔ ng T n εinh V 2.1 i m giao gi a V t lý Da li u n M in h V Trong bu i gi i thi u iPad c a Apple, Steve Jobs nói: “δý mà Apple có th t o nh ng s n ph m nh iPad c g ng m giao gi a công ngh ngh thu t t do… Và s k t h p c a hai u mà ngh r ng cho phép t o lo i s n ph m sáng t o nh iPad ” T ng t , m giao c a v t lý da li u Các bác s u tr da thi u hi u bi t v v t lý, nhà v t lý công ty s n xu t thi t b laser khơng bi t u quan tr ng u tr da h khơng có kinh nghi m v da li u ng v t lý laser gây 2.2 T ng tác Laser-Mô ng T Trong ch ng này, s xem xét hi n t cách chúng tác đ ng lên da Bs T r Tr c tiên, làm rõ m c tiêu cu i u tr b ng laser M c tiêu cu i c a u tr laser da h ng xác n ng l ng laser vào m t th nhi m s c (chromophore) c th (ho c mơ đích) c a da mà không gây t n th ng cho mô lân c n [1] Trong câu này, có th th y hai m c tiêu cho vi c u tr b ng laser M c tiêu đ u tiên h ng xác n ng l ng laser vào m t chromophore c th M c tiêu th hai không gây t n th ng cho mô bên c nh Khi cân nh c s an toàn tr c tiên, nên t p trung vào m c tiêu th hai Ghi nh nh ng u này, xem l i ph n ng mô laser gây Tr c xem xét ph n ng mô laser gây ra, nên nh r ng hi n t ng v t lý s thay đ i nhi t đ x y tr c ph n ng mô (tác đ ng, t ng tác) x y Ví d , s hình thành plasma, s hình thành sóng xung kích, s t o khoang s hình thành ph n l c nh ng hi n t ng v t lý ph n ng quang c đông t , hóa h i, carbon hóa tan ch y nh ng hi n t ng v t lý ph n ng quang nhi t D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology B ng 2.1 Phân lo i t ng tác laser-mơ Bs T Hình 2.1 Các trình v t lý x y t ng tác laser - mô ng T n M ng tác laser-mơ u ng bóc tách plasma (Plasma-induced ablation effect) u ng quang phá hu (Photodisruption effect) u ng quang bóc tách (Photoablation effect) u ng quang nhi t (Photothermal effect) u ng quang hóa (Photochemical effect) (kích thích sinh h c- biostimulation) r Các t Hi Hi Hi Hi Hi in h V Trong Sect 1.5 c a “Chap 1” xem xét r ng t ng tác laser-mô (ph n ng mơ laser gây ra) có th đ c chia thành n m ph n ng (B ng 2.1) σ m ph n ng x y tùy thu c vào th i gian xung m t đ công su t, đ c th hi n Hình 2.1 S khác bi t v m t đ công su t l n (t 10−3 đ n 1015 W/cm2), s khác bi t v m t đ n ng l ng t ng đ i nh (t 10−3 đ n 1000 J/cm2) [3] Ngoài ra, thông s quan tr ng nh t vi c phân lo i n m ph n ng th i gian xung [4] Ví d , s, t ng tác quang hóa (photochemical) x y T s đ n min, t ng tác quang nhi t (photothermal) x y T ns đ n s, hi n t ng quang bóc tách (photoablation) x y D i ns, x y ph n ng nh bóc tách plasma (plasma-induced ablation) quang phá hu (photodisruption) K t lu n, ph n ng khác xu t hi n tùy thu c vào m t đ công su t th i gian xung, nh ng m t đ n ng l ng c a ph n ng t ng đ i không đ i Th i gian xung thơng s có th đ c s d ng đ phân lo i ph n ng khác D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology r ng T n M in h V Trong s n m ph n ng, h s h p th n c quan tr ng đ i v i hi u ng quang nhi t H s h p th cao đ xuyên sâu quang th p đ xuyên sâu quang th p TRT th p Do đó, TRT đ i v i n c nh nh t b c sóng 3000 nm có h s h p th đ i v i n c cao nh t (Hình 2.2) TRT đ i v i n c b c sóng 3000 nm s Do đó, kho ng th i gian xung d i s, t n th ng nhi t khơng x y Ví d , s khu ch tán nhi t laser nano giây ho c pico giây không đáng k Hi u ng c h c hi u ng laser M t khác, kho ng th i gian xung s, hi n t ng khu ch tán nhi t hi u ng t n th ng nhi t có th x y Do đó, hi u ng quang c chi m u th nh h n s, hi u ng quang nhi t chi m u th h n s ây đ c g i “quy lu t c a s” [4] Bs T Hình 2.2 H s h p th c a n c tinh t Trong Hình 2.1, n m t ng tác laser-mơ có th đ c coi nh ng ph n ng riêng bi t, nh ng chúng khơng hồn tồn đ c l p [2] Các ph n ng li n k ch ng lên Ví d , gi đ nh r ng khơng có s thay đ i nhi t đ hi u ng quang hóa, nh ng th c t , nhi t đ đóng m t vai trị quan tr ng Có ph n ch ng lên q trình bóc tách plasma quang phá hu Ngoài ra, s t ng nhi t đ đ c ghi nh n l p l i nhanh 10–20 Hz laser pico giây ho c laser femto giây, đ c cho khơng có hi u ng nhi t có th i gian xung nh h n 100 ps Ví d , n c (ch t l ng) ph i đ c chuy n đ i thành h i n c (khí) 100 °C ho c cao h n, nh ng h i n c (khí) c ng có khơng khí nhà d i 100 °C S ch ng chéo c a t ng tác laser-mô D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology m t ph n hi n t ng v t lý gây nh ng ph n l n s không đ ng nh t c a mô da [3] Các ph n ng khác x y đ ng th i v i m t l n chi u tia laser 2.3 Plasma 2.3.1 S hình thành plasma in h V Plasma đ c đ nh ngh a m t v t ch t tr ng thái khí đ c phân tách thành electron mang n tích âm ion mang n tích d ng nhi t đ c c cao Nói chung, giai đo n c a v t ch t đ c chia thành ba: r n, l ng khí Plasma “giai đo n th t c a v t ch t” [6] Khi n ng l ng đ c cung c p cho ch t r n, đ c bi n đ i thành ch t l ng ho c khí, n ng l ng cao đ c cung c p cho pha khí, đ c phân tách thành electron h t nhân nguyên t d n đ n pha plasma T n M Plasma có v nh m t hi n t ng v t lý không quen thu c, nh ng toàn b v tr , plasma pha ph bi n nh t Chín m i chín ph n tr m v tr đ c cho giai đo n plasma Chúng ta có th nhìn th y plasma t nhiên tia ch p, c c quang B c C c t ng n ly khí quy n Plasma nhân t o th ng đ c th y cu c s ng hàng ngày ánh sáng hu nh quang, đèn th y ngân, b ng hi u đèn neon t m n n hình plasma Bs T r ng Trong da li u, vi c t o plasma th ng đ c chia thành ba cách [6] u tiên, plasma có th đ c t o b ng cách s d ng m t đ công su t r t cao v i laser pico giây Th hai, plasma có th đ c t o b ng laser Q-switched Hình 2.3 cho th y s t o plasma b ng cách t ng m t đ công su t b ng cách focus vào m t m laser Q-switched Nd: YAG 1064 nm s d ng tay c m zoom Ngoài ra, x lý hình x m, th nh tho ng s nhìn th y ánh sáng lóe lên, c ng plasma D ch: Bs Tr ng T n εinh V Hình 2.3 Plasma đ c t o b ng laser Q-switched Nd:YAG 1064 nm, s d ng tay c m zoom Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology Cu i cùng, có m t bi n pháp t o plasma b ng cách s d ng khí nit đ c kích thích b i RF Tr c đây, tái t o b m t da b ng plasma đ c th c hi n b ng cách s d ng m t thi t b g i Portrait PSR (Rhytec, Inc., Waltham, εA) đ t o plasma cho trình tái t o b m t da [7] Hi n t i, có m t thi t b tên Legato II (Alma Lasers, Inc., Buffalo, Grove, IL, USA) t o vi plasma đ tái t o b m t da t ng ph n 2.3.2 Phá v quang h c laser (Laser-Induced Optical Breakdown, LIOB) T n M in h V S hình thành plasma có th đ c g i phá v n mơi (dielectric breakdown) m t hi n t ng v t ch t đ c chia thành n tích d ng n tích âm Tuy nhiên, thu t ng phá v quang h c ch y u đ c dùng đ nh n m nh hi n t ng tia UV, ánh sáng nhìn th y, tia h ng ngo i,… b h p th b i plasma (ngh ch đ o Bremsstrahlung) [3] Do đó, s phá v quang h c s hình thành plasma có th đ c coi bi u hi n gi ng Trong tr ng h p này, trình t o plasma b i laser có th đ c g i s phá v quang h c laser (δIτB) Do đó, δIτB “plasma đ c t o b i laser pico giây ho c laser femto giây” “plasma đ c t o b i laser Q-switched” Tuy nhiên, s t p trung v laser pico giây phòng khám t nhân h i ngh , có m t quan ni m sai l m r ng LIOB ch có th đ c t o b ng laser pico giây LIOB ch đ c p đ n plasma đ c t o b i laser có th đ c t o không ch v i laser picosecond mà v i laser femto giây laser Q-switched Bs T r ng σh đ c p tr c đó, δIτB có th đ c t o b ng hai lo i laser u tiên, có th đ c t o b ng laser Q-switched v i th i gian xung nano giây Các laser Qswitched có th đ c dùng đ t ng nhi t đ đ phát electron ây đ c g i q trình nhi t ion hóa (thermal ionization) s phát x electron b ng trình nhi t ion hóa đ c g i s phát x nhi t ion hóa Th hai, laser khóa ch đ v i th i gian xung tính b ng pico giây ho c femto giây t o c ng đ n tr ng cao, v t qua l c Coulomb t o m t l ng l n electron ây đ c g i q trình đa photon ion hóa (multiphoton ionization) σói cách khác, n ng l ng ánh sáng có th phân tách nguyên t thành n tích d ng âm [3] L c n gi a n tích d ng n tích âm đ c g i c ng đ n tr ng (I) M i quan h gi a c ng đ n tr ng m t đ công su t c a photon đ c bi t theo công th c sau [3] I - m t đ công su t c c b , - h ng s n môi, c - t c đ ánh sáng, E - c đ n tr ng D ch: Bs Tr ng T n εinh V ng Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology M t đ công su t đ c bi t có th t o s phá v quang h c v i laser pico giây th ng 1011 W/cm2 Thay th vào công th c trên, c ng đ n tr ng 107 V/cm2, đ c g i l c Coulomb trung bình gi a n tích d ng n tích âm Q trình đa photon ion hóa th ng yêu c u laser pico giây ho c laser femto giây c n có nhi u photon k t h p B i laser Q-switched c n n ng l ng cao đ t o plasma, plasma đ c t o nhi t đ cao Ngoài cịn có hi u ng ph khác (hình thành sóng xung kích, t o khoang ph n l c) ngồi s ion hóa M t khác, laser pico giây t o plasma n ng l ng th p nên có hi u ng ph h n i u s đ c gi i thích ph n sau Bs T r ng T n M in h V B ng hai lo i laser này, m t s electron “may m n” t o r t nhi u electron ion t do, gi ng nh nh m t tr n t l m t vài qu c u t làm s p t t c t núi, đ c g i electron t l (Hình 2.4) C th , m t s electron t đ ng photon, chúng chuy n đ ng nhanh h n va ch m v i nguyên t xung quanh đ ion hóa chúng thành electron h t nhân Do đó, hai electron t đ c t o Do đ ng n ng gi m nên hai electron t chuy n đ ng ch m h n tr c, nh ng electron g p photon t ng t c đ ng hai nguyên t g n t o b n electron t i u t o s ion hóa electron t theo c p s nhân Quá trình h p th photon gia t c electron có s hi n di n c a nguyên t đ c g i Bremsstrahlung ngh ch đ o [3] Bremsstrahlung ngh ch đ o d n đ n hi u ng ch n plasma ho c t o nhi u plasma (mô t ph n sau) Hình 2.4 S đ trình gây s phá v quang h c đ D ch: Bs Tr ng T n εinh V c t o b i laser xung siêu ng n Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology Do đó, trình t o plasma di n nh sau: u tiên, electron t đ c t o b i laser Q-switched ho c laser ch đ khóa (pha b t đ u) Th hai, electron đ c gia t c b i photon t o nhi u electron t (giai đo n electron t l ) Th ba, plasma đ c hình thành s phân tách c a nhi u electron h t nhân nguyên t (giai đo n hình thành plasma) in h V Do đó, plasma đ c t o có th đ c nh n bi t b ng tia ch p tr ng tín hi u âm Nhi t đ t ng lên 15.000–20.000 °C áp su t t ng lên 20–60 bar [8] Sau plasma hình thành, hi n t ng t o khoang xu t hi n áp su t s giãn n th tích, kích th c c a khoang thay đ i tùy thu c vào n ng l ng th i gian xung c bi t, th i gian xung ng n, c n n ng l ng h n đ t o plasma, d n đ n kích th c khoang nh h n gi m hi u ng ph Do đó, laser Q-switched t o khoang l n v i nhi u hi u ng ph laser pico giây t o khoang nh v i hi u ng ph h n M Ti p theo, s th o lu n v hai ph n ng x y da b i plasma: bóc tách plasma quang phá hu n 2.4 Bóc tách plasma (Plasma-Induced Ablation) Bs T r ng T Bóc tách plasma ph n ng mơ b bóc tách s hình thành plasma M t tài li u laser mô t v n đ “ph n ng r t s ch đ c xác đ nh rõ mà khơng có b ng ch ng v t n th ng nhi t ho c c h c [4]” (Hình 2.5) ây có th m t ph ng pháp lý t ng vi c lo i b ch mơ đích mà khơng làm t n th ng mơ xung quanh Hình 2.5 (a) Khoang men r ng kh e m nh đ t đ c v i 160.000 xung t laser Nd: YLF (th i gian xung: 30 ps, n ng l ng xung: mJ) (b) Khoang men r ng sâu đ t đ c v i 16.000 xung t laser Nd: YLF (th i gian xung: 30 ps, n ng l ng xung: mJ) D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology Bóc tách b ng plasma đ c s d ng đ u tr sâu r ng t i phòng khám nha khoa, ph u thu t giác m c phòng khám nhãn khoa, nh ng ch a đ c s d ng da li u Bóc tách b ng plasma địi h i m t đ công su t r t cao, yêu c u h n 1011 W/cm2 đ i v i ch t r n ch t l ng 1014 W/cm2 khơng khí [3] σó đ c bi t ch x y laser pico giây, không ph i laser Q-switched nano giây 2.5 Quang phá hu (Photodisruption) in h V Khi plasma đ c t o ra, m t sóng xung kích đ c t o s giãn n th tích áp su t s thay đ i pha (pha n ) Do sóng xung kích, hi n t ng t o khoang x y mô m m ho c l ng, m t ch t r n n m m t bên, áp su t h ng tr c ti p vào ch t r n, t o ph n l c áp su t t ng lên g p đôi n M Ph n ng b i nh ng hi n t ng đ c g i s quang phá hu , s d ng c m t "phá hu " có ngu n g c t t ti ng δatinh "ruptus" có ngh a "b v " [3] Nói cách khác, quang phá hu m t ph n ng hi n t ng nh hình thành plasma, sóng xung kích, t o khoang ph n l c đ u x y Bs T r ng T Hình 2.6 cho th y sau chi u laser pico giây lên th y tinh Trong Hình 2.6 a, vi n ngồi đ c cho sóng xung kích hi n t ng t o khoang ph n n t gi a đ c cho hình thành plasma ph n l c σ ng l ng cao s hình thành plasma, sóng xung kích, t o khoang ph n l c m nh Do đó, t n th ng t ng th mơ t l n tính v i n ng l ng M t khác, s bóc tách plasma đ c liên k t v i khu v c mà plasma đ c t o ra, đó, vi c t o sóng xung kích ho c t o khoang ch có nh h ng h n ch đ n mơ xung quanh [3] Hình 2.6 (a) M t tr c c a t m kính dày 90 m ti p xúc v i m i xung t laser Nd: YLF (th i gian xung: 30 ps, n ng l ng xung: mJ, kích th c tiêu m: 30 m) (b) ε t sau c a m t t m thu tinh sau m t thí nghi m t ng t D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology Sau s hình thành plasma b i laser, q trình t o sóng xung kích, t o khoang ph n l c không x y tu n t Chi ti t h n, sau sóng xung kích đ c t o b i plasma, khoang đ c t o sau b i sóng xung kích Khoang b gi m th tích áp l c c a mô xung quanh, th tích gi m gây nhi u áp l c h n d n đ n sóng xung kích th c p, sóng xung kích th c p, hi n t ng t o khoang l n hai x y T o khoang hi n t ng ch x y mô m m l ng, n u có mơ r n g n hình thành ph n l c x y ra, t ng t , s hình thành ph n l c l n hai c ng x y [3] Ti p theo, xem xét k h n trình hình thành plasma, t o sóng xung kích, t o khoang ph n l c [4] n M in h V Sóng xung kích hi n t ng x y sau plasma Do s thay đ i pha, có th x y hi n t ng giãn n th tích (pha n ho c giãn) σó c ng có th x y th phát sau t o khoang Sóng xung kích x y t c đ siêu âm thay đ i thành sóng âm bình th ng sau 30–50 ns Sóng xung kích t o hi u ng c h c nh bóc tách phá v Các hi u ng c h c t l v i n ng l ng đ c h p th Ph m vi tác đ ng c a sóng xung kích đ c bi t không gian lên đ n 0,2 mm2, nh h ng v bán kính đ n 0,252 mm nh h ng v đ sâu đ n 252 m Vì l p bi u bì dày 60–100 m l p bì dày 1000 m, sóng xung kích có th nh h ng đ n tồn b l p bi u bì m t ph n c a l p bì Bs T r ng T T o khoang hi n t ng x y 50–150 ns sau chi u laser ch x y mô m m l ng Khi áp su t gi m th tích giãn n , n c xung quanh m c tiêu b c h i x y hi n t ng t o khoang ây lý t i hi n t ng t o khoang x y 50–150 ns sau chi u laser, thay sau chi u laser Bên khoang đ c t o b i trình t o khoang bao g m khí, h i n c ơxít cacbon thành ph n Trong vòng ms, khoang b nén áp su t bên ngoài, n m t khoang th c p đ c t o m t l n n a b i áp su t nén M t s khoang xu t hi n vài micro giây, d n đ n nhi u khoang sóng xung kích Khi khoang đ c hình thành co l i, kho ng 84% n ng l ng b m t đi, ch y u âm Vì kích th c c a khoang l n đ n vài mm, có th đ c quan sát b ng m t th ng không gi ng nh hi n t ng khác (hi u ng v mô) S hình thành ph n l c m t hi n t ng th c p x y mơ l ng có m t mơ r n c ng ranh gi i ngo i vi khoang b nén Áp su t r t cao xu t hi n áp su t đ c t o bên mô r n đ c thêm vào phía đ i di n c a ranh gi i mơ r n Do đó, t n th ng da ph n l c t o nghiêm tr ng h n t n th ng da t o khoang đ n thu n D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology 2.5.1 Ba hi u ng đ c t o b i quang phá hu plasma Trong ph n tr c, đ c p r ng plasma có th đ c t o b ng bóc tách plasma ho c quang phá hu Tuy nhiên, plasma quang phá hu c n n ng l ng g p 100 l n so v i plasma bóc tách b ng plasma Do đó, m t đ electron t nhi t đ plasma cao h n plasma bóc tách plasma K t qu là, plasma ch xu t hi n bóc tách b ng plasma, nh ng plasma quang phá hu , sóng xung kích, s t o khoang s hình thành ph n l c x y Và ba hi u ng khác x y hi n t ng quang phá hu có th quan tr ng h n (B ng 2.2) [3] in h V B ng 2.2 Ba hi u ng t o b i plasma quang phá hu Hi u ng ch n plasma Tán x Brillouin Nhi u th h plasma ng T n M u tiên, hi u ng ch n plasma x y Các photon laser k ti p đ n sau plasma đ c t o s b h p th chúng g p plasma không th qua plasma Do đó, plasma b o v mơ d i plasma b ng cách ng n ch n photon gi ng nh m t ch n, v y đ c g i hi u ng ch n plasma Hi u ng ch n plasma x y Bremsstrahlung ngh ch đ o Các electron t ch y u h p th photon plasma M t đ n ng l ng cao h n d n đ n nhi u electron t h n m t đ electron t cao h n Khi m t đ c a electron t t ng lên, chúng s h p th nhi u photon đ n h n Do đó, s l ng photon qua plasma b gi m Bs T r V ph ng di n v t lý, m t đ n ng l ng cao h s h p th c a plasma cao H s h p th c a plasma 0,1 cm-1 m t đ n ng l ng r t th p d i 10 J/cm2 nh ng t ng m t đ n ng l ng lên 23 J/cm2 h s h p th lên 100 cm-1 1000 l n Khi đ c chi u v i m t đ n ng l ng cao g p đôi ng ng t o plasma h s h p th t ng t 100 đ n 1000 l n Do đó, m t đ n ng l ng cao hi u qu ch n plasma cao Tôi tin r ng tác d ng ch n plasma, k t qu sau x y s d ng picolaser Hình 2.7 cho th y sinh thi t c a picolaser alexandrite 755 nm v i m t đ n ng l ng khác da M t s thay đ i xu t hi n l p bi u bì chromophore c a picolaser 755 nm melanin Có th quan sát th y r ng n u m t đ n ng l ng cao h n, không bào, bao g m m nh v n t bào, đ c t o g n b m t da h n ε t khác, n u m t đ n ng l ng th p h n, kích th c c a không bào tr nên nh h n đ c t o sâu h n bi u bì D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology V Hình 2.7 Mô h c t sinh thi t da 24 gi sau u tr c a lo i da IV MI = 31 ch ng t không bào bi u bì đ c t o v i F = (a) 0,71 J/cm2, (b) 0,4 J/cm2, (c) 0,25 J/cm2 Không bào ch a m nh v n t bào kích th c đ sâu c a khơng bào có v gi m d n t ng lên t ng ng n ng l ng m i vi m gi m Khi gi m n ng l ng, đ ng kính khơng bào tr nên nh h n đ sâu tr nên sâu h n có l s gia t ng m t đ melanin sâu h n l p bi u bì (200 ×) T n M in h N ng đ c a melanosome t ng lên xu ng l p đáy sâu Trong laser xung dài ho c laser Q-switched, photon t l p bi u bì đ n l p bì nhi t đ cao nh t t ng lên l p đáy n ng đ melanin cao nh t d n đ n nh ng thay đ i ban đ u σh ng laser picosecond, hi u ng ch n plasma nên n ng l ng cao h n, plasma có nhi u kh n ng đ c t o b m t c a l p bi u bì h n l p đáy M t plasma đ c t o ra, photon không th qua nên không bào ch xu t hi n l p bi u bì m t đ n ng l ng cao nên kích th c c a khơng bào l n .T r ng Theo k t qu này, u tr s c t bi u bì b ng picolasers alexandrite 755 nm, u tr v i m t đ n ng l ng th p có th làm sáng màu da, nh ng s c t khơng đ c lo i b hồn tồn khơng bào nh Ngồi ra, có th nh h ng đ n màng đáy gây tác d ng ph σg c l i, n u m t đ n ng l ng cao có th an tồn h n b m t đ c x lý tr c, nh ng ph i làm l i nhi u l n nhi u bu i đ lo i b hoàn toàn s c t c a bi u bì Bs T t nhiên, vùng s c t u tr b ng picolaser alexandrite 755 nm không ph i vùng quang phá hu c a trình hình thành plasma mà vùng hi u ng quang âm Tuy nhiên, ngh r ng hi u ng ch n plasma c ng xu t hi n vùng hi u ng quang âm c ng nh vùng quang phá hu ( i u đ c gi i thích Ph n 2.6.1) Th hai, hi n t ng tán x Brillouin x y Tán x Brillouin m t hi n t ng photon ti p theo b tán x b i sóng âm đ c khu ch đ i nhi t sau plasma đ c t o Trong tán x , ch bi t h ng c a photon b thay đ i b i collagen, ch không ph i n ng l ng ho c b c sóng, nh ng tán x Brillouin, photon thay đ i thành t n s t ng ng v i t n s photon v n có c a v t li u Hi n t ng đ c g i tán x photon phân tán khơng b h p th v i t n s thay đ i Trong tán x Brillouin, gi ng nh hi u ng ch n plasma, photon bi n m t g p plasma không th qua plasma D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology Th ba, x y nhi u trình t o plasma M t plasma đ c t o xung quanh ng ng bóc tách; nhiên, nhi u plasmas đ c t o v i n ng l ng cao h n Ví d , chùm h i t , m t plasma ch đ c t o t i tiêu m Sau đó, đ c bi t tr ng h p laser b khóa ch đ , m t đ n ng l ng t ng lên th i gian xung photon ti p theo t o plasma m i tr c ti n t i tiêu m Do đó, nhi u plasmas đ c t o t tiêu m đ n h ng tia laser (Hình 2.8) T n M in h V Hình 2.8 S phát tri n theo th i gian c a công su t laser (a) đ ng cong plasma (b) trình phá v quang h c n ng l ng xung ng ng (“phá v chuy n đ ng”) (1) Khi công su t laser v t ng ng phá v quang h c, Pth, m t plasma đ c hình thành tiêu m (2) Khi công su t laser t ng lên phát xung, ng ng b c x b v t xa h n n a phía c a tiêu c (3) m r ng t i đa c a plasma đ t đ c công su t laser đ t c c đ i Trong phía c a tiêu m, đ ng cong plasma t i th i m (1) - (3) t ng ng v i đ ng đ ng b c x , u không phù h p v i vùng “h l u” c a tiêu m plasma h p th ánh sáng (“màn ch n plasma ”) Nh ng ph n ng đ ng 2.5.2 Ph n ng c a Laser Q-Switched Picolasers c t o b i laser Q-switched picolasers l u hành? Bs T r Tôi ngh r ng laser Q-switched khơng t o ph n ng nh bóc tách plasma ho c quang phá hu σh th hi n Hình 2.3, plasma ch đ c t o tia laser Q-switched t p trung vào m t m b ng tay c m zoom đ t o n ng l ng cao Trong th c t , tia ch p tr ng (plasma) hi m đ c th y trình s d ng laser Qswitched đ u tr s c t hình x m Do đó, tơi ngh r ng ch có s hình thành sóng xung kích, t o khoang ph n l c x y laser Q-switched Trong trình u tr hình x m, sóng xung kích đ c t o b i laser Q-switched âm l p đ p đ c t o b i q trình t o khoang Do đó, m t tài li u laser, vi c phá v h t hình x m b ng cách t o sóng xung kích t o khoang đ c g i hi u ng quang âm [4] Do đó, tơi ngh r ng laser Q-switched ch y u t o hi u ng quang âm Lo i laser cho th y hi n t ng quang phá hu , nh hi u ng ch n plasma, tán x Brillouin t o nhi u plasma? Chúng ch xu t hi n dùng picolaser l u hành (chính xác laser subnanosecond) h i t b ng tay c m zoom g i laser laser pico giây th c s , th i l ng xung ph i d i hàng ch c pico giây úng g i picolaser hi n l u hành laser sub-nanosecond chúng có xung D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology hàng tr m pico giây [12–14] (Trong ch ng tr c, mô t laser subnanosecond picolaser đ phân bi t v i laser picosecond th c s ) Nói cách khác, laser subnanosecond (picolaser) đ c l u hành hi n ch y u t o sóng xung kích, t o khoang hình thành ph n l c Khi tia laser h i t b ng tay c m zoom, hi u ng quang phá hu xu t hi n nh hi u ng ch n plasma, tán x Brillouin, nhi u plasma xu t hi n v i s hình thành plasma, t o sóng xung kích, t o khoang ph n l c ng bóc tách plasma quang phá hu in h 2.6 So sánh hi n t V N u laser picosecond th t ho c laser femto giây đ c phát hành, ch có hi u ng bóc tách plasma s x y (B ng 2.3) Các ph n ng nh hi u ng ch n plasma, tán x Brillouin, t o nhi u plasma, t o sóng xung kích, t o khoang hình thành ph n l c s khơng x y n M Cho đ n nay, xem xét hi u qu c a s bóc tách plasma quang phá hu áp ng t i u cho m c đích c a chúng ta? Chúng ta nên mua lo i laser nào? ng T σh xem xét trên, s hình thành sóng xung kích, s t o khoang ph n l c nh h ng đ n mơ xung quanh Do đó, laser pico giây th t laser femto giây lo i laser an toàn phù h p nh t cho m c đích c a Chúng ta xem xét k h n khái ni m Bs T r σg ng m t đ n ng l ng mà plasma đ c t o ph thu c vào th i gian xung Nhi t đ cao theo gi c n thi t đ t o plasma thông s liên quan đ n s thay đ i pha ho c đáp ng m t đ công su t Do đó, th i gian xung dài, m t đ n ng l ng cao M t khác, thông s liên quan đ n s thay đ i th tích áp su t m t đ n ng l ng (đ ng cong Hình 2.9 cho th y ng ng mà plasma xu t hi n) Do đó, laser nano giây c n m t đ n ng l ng cao h n laser pico giây đ t o plasma Do m t đ n ng l ng cao, s thay đ i th tích l n áp su t cao có th gây t n th ng cho mô xung quanh hi n t ng nh sóng xung kích Trên th c t , laser nano giây đ c bi t t o sóng xung kích c ng ng mà plasma đ c t o Do đó, s bóc tách đ n thu n plasma không x y laser nano giây M t khác, laser pico giây femto giây t o plasma m t đ n ng l ng th p th i gian xung ng n Do m t đ n ng l ng th p, s thay đ i th tích nh khơng x y hi n t ng nh sóng xung kích Do đó, t n th ng đ c gi i h n không gian kh n ng d báo tr c t ng lên laser picosecond femtosecond K t lu n, v i m c đích c a tránh t n th ng mô xung quanh, laser pico giây ho c femto giây t o s bóc tách plasma lo i laser t t nh t D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology in h V Hình 2.9 Phân bi t s bóc tách plasma quang phá hu theo m t đ n ng l ng s d ng ng T n M Tóm t t v n đ xem xét Hình 2.9 cho th y vùng c a s bóc tách plasma quang phá hu x y theo th i gian xung m t đ n ng l ng Vì v y, u x y v i khu v c phía d i bên ph i c a đ ng cong? Vùng vùng c a laser Qswitched đ c s d ng Có ngh a là, khu v c này, plasma không đ c t o x y hi n t ng nh t o sóng xung kích, t o khoang ph n l c Vùng vùng tia ch p (plasma) đ c t o b ng cách s d ng tay c m zoom v i laser Q-switched Các laser sub-nanosecond đ c l u hành hi n r i vào vùng i u khơng có tia ch p (plasma) xu t hi n trình u tr s c t ho c hình x m b ng laser subnanosecond σgày nay, laser subnanosecond đ c s d ng đ u tr s o n p nh n b ng cách s d ng tay c m zoom (khu v c 4) Ch a có laser cho vùng Bs T r i u x y n u có laser cho vùng 6? t o laser cho vùng 5, công su t c a laser ph i cao h n m i l n so v i laser subnanosecond vùng Công su t quy t đ nh giá thành c a máy laser σh v y, chi phí s cao h n kho ng ch c l n Và vùng mu n không ph i vùng mà th c s vùng t o laser cho vùng 6, c n tay c m zoom tay c m zoom có ph m vi u tr nh , nên c n chi u nhi u tia Do đó, m t laser đ t h n kho ng m i l n so v i laser subnanosecond hi n t i s đ c phát hành cho vùng Vì hi u qu /chi phí c a vi c u tr s c t b ng nh ng laser đ t ti n nh v y v n cịn th p, tơi tin r ng laser s d ng s bóc tách đ n thu n b ng plasma v n ch a có s n th i gian t i 2.6.1 Th i gian gi i h n áp l c (stress) Laser Q-Switched laser subnanosecond l u hành n m vùng c a hi u ng quang âm, không t o plasma V y s khác bi t gi a laser Q-switched subnanosecond gì? D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology T khóa q trình quang nhi t ch n l c th i gian giãn nhi t (thermal relaxation time, TRT) σói cách khác, ý t ng “n u m t n ng l ng ánh sáng đ c chi u m t th i gian ng n, n ng l ng ánh sáng mà mơ đích nh n đ c ch đ c s d ng đ t ng nhi t đ c a mơ đích khơng truy n nhi t cho mơ xung quanh.” Nói cách khác, nhi t đ c gi i h n mơ đích (thermal confinement) T ng t , gi i h n áp l c (stress confinement) có th đ c coi áp l c đ c gi i h n mơ đích [6] σói cách khác, “n u m t n ng l ng ánh sáng đ c chi u m t th i gian ng n, n ng l ng ánh sáng nh n đ c b i mơ đích ch đ c s d ng đ gây áp l c làm t n th ng mơ đích khơng truy n áp l c cho mô xung quanh.” Bs T r ng T n M in h V Hình 2.10 cho th y vùng gi i h n nhi t vùng gi i h n áp l c laser t ng ng Vùng t ng ng v i lý thuy t quang nhi t ch n l c vùng gi i h n nhi t Hình 2.10 M t khác, có m t vùng gi i h n áp l c b nh h ng b i sóng xung kích nh h ng laser t ng ng laser Q-switched Nd: YAG 1064 nm laser subnanosecond Nói m t cách đ n gi n, laser Q-switched Nd: YAG 1064 nm laser subnanosecond nh ng laser phá v mơ đích Các vùng khơng đ c phân chia rõ ràng Ví d , laser Qswitched Nd: YAG khơng ch có tác d ng c h c mà cịn có tác d ng nhi t σh ng tác d ng c h c Hình 2.10 B n đ hi u ng quang nhi t quang c Các thông s laser- mô đ t đ c gi i h n stress, gi i h n nhi t không gi i h n đ c ánh x theo vùng quang h c, , c a s l ng đ ng n ng l ng laser th i gian xung laser, S thâm nh p nơng địi h i xung ng n h n đ gi i h n stress ho c nhi t n ng Biên gi i gi i h n stress < /v, v v n t c c a âm Biên gi i gi i h n nhi t < 2/ , đ khu ch tán nhi t Các laser ví d đ c bi u di n d i d ng g n đ i v i mô n hình D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology T ng t nh th i gian giãn nhi t (TRT), th i gian giãn áp l c (stress relaxation time, SRT) ho c th i gian gi i h n stress có th đ c cho vùng gi i h n áp l c Công th c c a SRT nh sau [16]: s s: c th i gian gi i h n áp l c, cs: v n t c âm bên hình x m, cs × 105 cm/s, : chi u dài đ c tr ng v t li u x m .T r ng T n M in h V SRT m t khái ni m ch y u đ c s d ng u tr hình x m mơ t kích th c c a h t hình x m Hãy xem SRT u tr hình x m Kích th c c a h t hình x m khác gi a tài li u, nh ng đ c bi t r ng kích th c th ng t 0,5 đ n m có th nh kho ng 25 m (Hình 2.11) SRT đ c tính tốn t 125 ps đ n 1,25 ns nh nh t 10 ps Do đó, r t khó đ u tr hình x m m i kích th c b ng laser Q-switched 1064 nm ho c laser subnanosecond đ c l u hành hi n t i v i th i gian xung 450– 750 ps Bs Hình 2.11 (a) B t màu Azo PR.22 (b) Hình nh hi n vi n t c a b t s c t disazo-diarylide PY.82 (Scale bar, m) tham kh o, kích th c c a h t hình x m nh nh t đ c bi t nh h n 10 nm Các h t hình x m nh v n ch a th u tr đ c b ng laser, nh ng r t nh nên khơng th nhìn th y b ng m t c a b ng cách tán x , khơng c n ph i u tr [16] Chúng ta xem xét hi u qu u tr c a laser subnanosecond xem xét TRT SRT c a melanosome, m c tiêu c a u tr s c t Kích th c c a h t melanin melanosome t ng ng 15 nm 0,5 m, TRT l n l t 400 ps 0,5 s [18] Th i gian xung c a laser Q-switched Nd: YAG 5–10 ns, v m t gi i h n nhi t, có th u tr melanosome nh ng không th u tr h t melanin Các laser subnanosecond có th i gian xung 450–750 ps nên có th đ c u tr h t melanin D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology Tuy nhiên, c hai laser đ u thu c vùng gi i h n stress nên không th áp d ng TRT M t khác, SRT c a h t melanin melanosome l n l t 10 300 ps [18], v m t gi i h n stress, c hai lo i laser đ u không th u tr h t melanin ho c melanosome Tóm l i, c laser Q-switched σd: YAG laser subnanosecond đ u laser vùng gi i h n áp l c, nh ng th i gian xung dài h n SRT c a m t s h t melanin melanosome v y vùng gi i h n áp l c hồn h o khơng đ t đ c V y s khác bi t gi a hai lo i laser gì? V S khác bi t gi a hai laser có th đ c gi i thích b ng áp l c kéo đ nh (peak tensile stress) Áp l c kéo đ nh đ c bi u th theo công th c sau [17]: c t i tâm c a m c tiêu hình x m : th i gian truy n âm th i gian xung laser t : h s h p th c a v t li u m c tiêu b ng ng n a ng) M F: b c x laser (m t đ n ng l in h : áp l c kéo đ nh, thu đ c sóng laser T : h ng s , ch ph thu c vào thu c tính c a m c tiêu .T r ng Công th c áp l c kéo đ nh cho th y h s h p th m t đ n ng l ng r t quan tr ng, nh ng th i gian xung có nh h ng r t đáng k Ví d , m t laser subnanosecond có th i gian xung 600 ps, th i gian xung g p 10 l n so v i laser QSwitched có th i gian xung ns áp l c kéo g p 100 l n so v i laser Q-Switched Nói cách khác, laser subnanosecond phá v t t h n 100 l n so v i laser Q-Switched Tuy nhiên, th i gian xung dài h n SRT nên có nh ng tác d ng ph σh ng m t đ n ng l ng th p, ph m vi tác d ng ph h n so v i laser Q-switched Bs Ví d , u tr nám b ng laser Q-switched Nd: YAG, v m t gi i h n nhi t, th i gian xung ph i ng n h n TRT c a melanosome đ melanosome đông t khơng có tác d ng ph Tuy nhiên, laser Q-switched Nd: YAG n m vùng gi i h n áp l c nên hi u ng đông t không l n tác d ng phá h y melanosome b ng sóng xung kích Do th i gian xung c a laser Q-switched σd: YAG dài h n SRT, nên kh n ng x y tác d ng ph cao tác d ng phá h y melanosome l i th p Laser subnanosecond c ng thu c vùng gi i h n áp l c nên u tr nám, melanosome b phá v b i sóng xung kích gi ng nh laser Q-switched Vì th i gian xung c a laser subnanosecond dài h n SRT nên s có tác d ng ph , nh ng th i gian xung ng n h n c a laser Q-switched σd YAG, đó, tác d ng ph x y h n melanosome b phá v t t (B ng 2.4) D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology B ng 2.4 So sánh gi a laser Q-switch Nd: YAG v i laser subnanosecond nh m m c tiêu melanosome Laser Q-switch Nd: YAG Th i gian xung 5-10 ns TRT c a melanosome (500ns) TRT > PD Ph n ng mô Gi i h n stress SRT c a melanosome (300ps) SRT > PD Gi i h n stress SRT  PD Nhi u h n Nh V 2.7 Hi u ng quang nhi t (Photothermal Effect) T n M in h Cùng xem l i hi u ng quang nhi t Hi u ng quang nhi t có th i gian xung t ms đ n 100 s m t đ công su t t 1–106 W/cm2 Khi m t phân t h p th m t photon, nhi t đ s t ng lên n ng l ng ánh sáng đ c chuy n thành đ ng n ng Các hi n t ng c a hi u ng quang nhi t thay đ i theo nhi t đ th i gian theo ph ng trình Arrhenius (xem “Ch ng 3”) B n hi n t ng n hình đơng t , hóa h i, cacbon hóa tan ch y Trong tình hu ng mà pha khơng thay đ i, hi n t ng xu t hi n tu n t nhi t đ thay đ i (thay đ i n tính) [4] Do đó, nhi t đ đóng vai trị quan tr ng nh t hi u ng quang nhi t (B ng 2.5) .T r Ph n ng nhi t B t đ u t ng thân nhi t, thay đ i c u trúc co rút collagen Gi m ho t đ ng c a enzym S bi n tính c a protein, s đơng t c a collagens, tính th m qua màng Làm khơ mơ hình thành khơng bào B t đ u hóa h i cacbon hóa mơ Q trình nhi t bóc tách c a mơ, quang bóc tách phá hu Bs Nhi t đ (°C) 42–45 50 60 100 > 100 300–1000 ng B ng 2.5 Ph n ng c a mô da v i nhi t đ [8] Khi nhi t đ v t 60 °C, protein collagen b bi n tính, d n đ n đơng t ho i t S tan ch y collagen ph n ng mong mu n trình tr hóa da i u s i collagen co l i, làm cho da s n ch c đáng k , collagen m i đ c tái t o (tái t o collagen) Tuy nhiên, nhi t đ v t 80 °C, tính th m c a màng b suy gi m tr ng thái cân b ng hóa h c c a t bào b phá h y [3] Hi n t ng r t có th hi n t ng mà không mong mu n Do đó, nhi t đ mu n t 60 đ n 80 °C i u s đ c gi i thích sau “Chap ” Hi u ng quang nhi t ch y u đ c s d ng da li u Trong s hi u ng quang nhi t, ch y u đơng t hóa h i đ c s d ng q trình cacbon hóa tan ch y có th gây tác d ng ph nghiêm tr ng Chúng bao g m laser argon, laser D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology nhu m xung (PDL), laser CO2, laser Nd: YAG, laser Er: YAG, laser ruby laser diode M c tiêu u tr bao g m tri t lông b ng laser, li u pháp m ch máu, u tr s c t tr hóa da [4] Ti p theo, xem xét k h n b n hi n t ng c a ph n ng quang nhi t Bs T r ng T n M in h V u tiên, đông t hi n t ng lý t ng đ c mô t lý thuy t quang nhi t ch n l c (Hình 2.12) Áp d ng khái ni m TRT có th i gian xung b ng ho c nh h n TRT (TRT ≥ PD) có th gây t n th ng m c tiêu mà không nh h ng đ n mô xung quanh Tuy nhiên, cho r ng nh c m c a đông t c a s u tr r t h p Trong Hình 2.12, ph m vi u tr t 75 đ n 100 °C [19], nh ng tài li u khác xem ph m vi u tr t 60 đ n 80 °C trình đơng t nói b t đ u [3] Hình 2.12 S đ c u hình nhi t đ trình quang nhi t ch n l c: T0, tr c ti p xúc v i tia laser (nhi t đ c th đ ng nh t); T1, ti p xúc v i tia laser (làm nóng m c tiêu nhanh có ch n l c); T2, k t thúc ti p xúc v i tia laser (các m c tiêu b t n th ng không th ph c h i); T3, m t th i gian giãn nhi t sau xung laser (làm mát m c tiêu, làm m mô xung quanh); T4, hai th i gian giãn nhi t sau xung laser; T5, n m th i gian giãn nhi t m c tiêu sau xung laser; T6, mô t t tr l i tr ng thái cân b ng nhi t v i môi tr ng xung quanh D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology Th hai, hóa h i đ c s d ng đ tr hóa bóc tách đ bóc tách mơ b ng cách s d ng laser CO2 ho c laser Er: YAG C ch c a tr hóa bóc tách đ c cho làm b c h i mô da, nh ng th c t không ph i v y Khi n ng l ng đ c tích t da th i gian r t ng n, nhi t đ c a n c da tr nên cao, th tích c a n c t ng lên hóa h i t ng áp su t 300 °C, n c t ng lên 1000 atm Khi áp su t n c t ng lên mô, n c mô s n tung chênh l ch áp su t v i khí quy n, mô da b lo i b (lo i b n ) Do đó, c ch c a tr hóa da khơng ph i làm b c h i t t c mô da mà dùng n c đ đ y da kh i b m t [6] Do đó, s xác n u mơ t tr hóa da bóc tách “c t” ho c “đào” ch không ph i “đ t” r ng T n M in h V Bóc tách hóa h i m t ph n ng lo i b b ng n làm t n th ng mô xung quanh gây ph n ng ph (Hình 2.13) Do đó, laser Cτ2 laser Er: YAG n m vùng không gi i h n, không ph i vùng gi i h n nhi t vùng gi i h n áp l c (Hình 2.10) Trong u tr s c t bi u bì, laser CO2 đ c bi t có tác d ng ph cao nh t so v i laser xung dài laser Q-switched [20] Vì s hóa h i gây b i áp su t, t ng t nh hi u ng quang c , v y thu t ng hi u ng nhi t c đ c s d ng [3] ng Bs T Hình 2.13 (a) R ng ng i b c h i b i 20 xung t laser Er: YAG (th i gian xung: 90 s σ ng l xung: 100 mJ, t n s : Hz) (b) Phóng to cho th y b bóc tách tham kh o, s bóc tách hóa h i cịn đ c g i s phân h y nhi t b i s bóc tách đ c th c hi n b ng cách t ng nhi t đ c a n c M t khác, trình quang bóc tách s bóc tách b i s thay đ i hóa h c, khác v i s bóc tách b ng cách hóa h i Th ba, trình cacbon hóa b t đ u x y nhi t đ mô t ng 100 °C Khi nhi t đ c a mô t ng lên, cacbon tách kh i mô mô chuy n sang màu đen Khi cung c p nhi t, s n ph m cu i c a t t c mô s ng carbon Carbon tr thành ch t t n nhi t m i, laser đ c chi u, nhi t đ t ng m nh lên 300–600 °C t n th ng nhi t l i tr nên sâu h n Do đó, khơng nên th c hi n cacbon hóa n u có th , t n th ng mơ xung quanh s tr m tr ng h n [6] D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology Th t , tan ch y hi n t ng mô b tan ch y nh dung nham Các b t khí hình thành s tan ch y đơng đ c c a mô đ c quan sát th y Nhi t đ hàng tr m đ c n thi t đ r ng ng i nóng ch y 2.8 Hi n t ng quang bóc tách (Photoablation) Hãy xem quang bóc tách Ch có laser excimer 308 nm t ng ng v i q trình quang bóc tách l nh v c da li u, v y tơi s nói s qua v M in h V Q trình quang bóc tách t o m t hi u ng hóa h c phá v liên k t gi a phân t , t o hi u ng bóc tách V thơng s laser, th i gian xung tính b ng nano giây m t đ công su t t ng ng v i 107–108 W/cm2 Laser có th i gian xung 10 ns laser excimer 308 nm [4] Do nh ng thay đ i hóa h c, q trình quang bóc tách đơi đ c bao g m hi u ng quang hóa, nh ng tơi tin r ng q trình quang bóc tách nên đ c chia thành ph n ng đ c l p th hi n m t ph n ng hồn tồn khác v i hi u ng quang hóa nh li u pháp quang đ ng (PDT) c ch n T r ng l ng phân ly c a liên k t phân t đ σ ng l ng Liên k t σ ng l ng phân ly (eV) phân t phân ly (eV) 7.5 C–O 3.6 6.4 C–C 3.6 4.8 S–H 3.5 4.3 C–N 3.0 4.1 Bs B ng 2.6 σ Liên k t phân t C=O C=C O–H C–H N–H ng T n σ ng l ng c n thi t đ phá v liên k t hóa h c c a phân t mô đ c th hi n B ng 2.6 C n nh t 3.0 eV n ng l ng Tuy nhiên, B ng 2.7, b c sóng th hi n n ng l ng photon h n 3.0 eV nh h n 355 nm ε t lo i laser n hình l nh v c laser excimer 308 nm Laser CO2 có th i l ng xung 10 ns c ng có th t o th i l ng xung nano giây, nh ng chúng không th phá v liên k t phân t v i n ng l ng photon 0,1 eV [3] B ng 2.7 B c sóng n ng l ng photon c a h th ng laser UV đ Lo i laser B c sóng (nm) σ ng l ng photon (eV) ArF excimer 193 6.4 σd:YAG (5 ) 213 5.8 KrF excimer 248 5.0 σd:YAG (4 ) 266 4.6 XeCl excimer 308 4.0 N2 337 3.7 σd:YAG (3 ) 355 3.5 D ch: Bs Tr ng T n εinh V c ch n Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology V Do q trình quang bóc tách, mơ bay h i hóa l ng liên k t phân t b phá v σ ng l ng đ c chi u tia đ c s d ng đ hóa h i hóa l ng mơ m t ph n n ng l ng đ c chuy n thành đ ng n ng đ c s d ng đ d n v t li u hóa l ng Ph n ng c a mơ b ng ph n ng quang bóc tách xu t hi n r t nhanh có r t th i gian đ phá h y nhi t có r t n ng l ng cịn sót l i [4] δaser đ c s d ng cho q trình quang bóc tách cịn đ c g i “laser l nh” b bóc tách mà khơng t n th ng nhi t B c sóng tia UV c ng đóng m t vai trị vi c khơng có đ sâu xun quang Trong m t tài li u laser, ph n ng mô c a q trình quang bóc tách đ c mơ t “q trình xác r t s ch v i kh n ng d đoán t v i t n th ng nhi t” [4] M t bi u hi n t ng t đ c s d ng t n th ng b ng plasma Nói cách khác, quang bóc tách r t an tồn mà khơng có tác d ng ph Th t khơng may, khơng có s n lo i laser da li u th m m n M in h Ví d v laser bao g m ArF (193 nm), KrF (249 nm), XeCl (308 nm), XeF (351 nm), v.v Trong da li u, laser excimer 308 nm đ c s d ng cho b nh v y n n, b ch bi n, v t r n da tr ng, vv Trong nhãn khoa, đ c s d ng đ u ch nh vi n th , c n th lo n th Trong nha khoa, laser ErCr: YSGG 2780 nm ho c laser Er: YAG đ c s d ng T 2.9 Hi u ng quang hóa (Photochemical effect) ng Hi u ng quang hóa kích thích sinh h c đ c nghiên c u r ng rãi, nh ng cịn nhi u tranh cãi khơng có tác d ng ch c ch n, tơi s xem xét nh ng u m t cách ng n g n Bs T r Hi u ng quang hóa đ c p đ n m t ph n ng gây s thay đ i hóa h c mà không làm thay đ i mô v i n ng l ng r t th p m t th i gian r t dài M t ví d n hình li u pháp quang đ ng (PDT) i u t ng ng v i thơng s laser có th i gian xung dài 10–1000 s m t đ công su t r t th p 10−3 ~ W/cm2 [4] Nó cho th y s thay đ i nhi t đ th p d i 45 °C đ không x y hi n t ng t ng nhi t V m t lý thuy t, nên s d ng b c sóng tia UV ho c tím, nh ng b c sóng c a ánh sáng nhìn th y đ c s d ng hi u ng ho c đ sâu xuyên Ví d , PDT, ch t nh y c m quang h c đ c áp d ng cho da chi u laser, ch t ph n ng gây đ c t bào nh oxy đ n đ c t o có nh h ng đ n da Th i gian t n t i c a oxy đ n r t ng n, 10–40 ns, khu ch tán kho ng 10–20 nm PDT đ c bi t đ n đ t ng h p protein s c nhi t (HSP) PDT s d ng đèn δED xanh lam (405–420 nm), đèn δED đ (635 nm), PDL (585 nm), IPL (500–1200 nm), laser nhu m b m argon (630 nm) diode (633 nm) FDA Hoa K phê t PDT đ u tr dày s ng ánh sáng nonhyperkeratotic (AK) m t da đ u V m t lâm sàng, đ c s d ng đ tr hóa da nh giãn m ch mao m ch, r i lo n s c t c u trúc da D u hi u ph bi n nh t m n tr ng cá D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology 2.9.1 Kích thích sinh h c (Biostimulation) V V n nhi u tranh cãi liên quan đ n q trình kích thích sinh h c σó đơi đ c coi m t ph n ng thu c hi u ng quang hóa ho c nh m t ph n ng đ c l p [4] Kích thích sinh h c s d ng n ng l ng r t th p t 1–5 mW, 1–10 J/cm2 Khơng có s thay đ i v nhi t đ M t s đ nh ngh a kích thích sinh h c m t ph n ng khơng có c ch nhi t σó đ c bi t có tác d ng ch a lành v t th ng ch ng viêm Các laser b c sóng đ h ng ngo i đ c s d ng nh laser helium neon (HeNe) 633-nm laser GaAs 850 nm Thúc đ y t ng sinh t bào đ c cho c ch kích thích sinh h c Kích thích sinh h c đ c th o lu n chi ti t Sect 9,8 “Chap ” in h 2.10 K t lu n a c n u n M T i lúc này, đánh giá hi n t ng v t lý khác ph n ng c mơ b i laser (Hình 2.1) Hãy xem l i m c đích c a m t l n n a u tiên, m đích c a cung c p n ng l ng cho mơ đích Th hai, khơng đ c gây t th ng cho mô xung quanh c bi t, nói đ n an tồn, c n ph i tr ng nhi h n đ n m c đích th hai Ph n ng thích h p nh t cho m c đích gì? T r ng T u tiên, q trình bóc tách b ng plasma t o plasma đ c coi m t ph n ng an toàn “r t s ch đ c xác đ nh rõ ràng mà khơng có b ng ch ng v t n th ng c h c ho c nhi t” ε t khác, hi n t ng quang phá hu khơng an tồn gây tác d ng ph nh t o sóng xung kích, t o khoang hình thành ph n l c ngồi plasma Do đó, so sánh bóc tách b ng plasma v i quang phá hu , bóc tách b ng plasma có th m t ph n ng h p lý, nh ng v n ch a có laser t ng ng đ c phát hành C hai laser picolaser (laser subnanosecond) laser Q-switched đ u đ c đ a vào vùng hi u ng quang âm Tuy nhiên, picolasers an toàn h n laser Q-switched, nh ng chúng khơng ph i khơng có b t k tác d ng ph Bs Th hai, c ph n ng quang bóc tách hóa h i c a hi u ng quang nhi t đ u gây s bóc tách, nh ng hóa h i c a ph n ng quang nhi t có tác d ng ph cao M t khác, Quang bóc tách đ c cho m t ph n ng h p lý v i "quy trình xác r t s ch v i kh n ng d đốn t v i t n th ng nhi t", nh ng ti c khơng có laser có s n l nh v c da li u Th ba, hi u ng quang nhi t b ng cách s d ng đông t ng an tồn b ng quang nhi t có ch n l c ây c ng ph n l a ch n th c t t n m t ng tác laser-mô Tuy nhiên, vi c s u tr h p S an toàn n u l p l i u tr v i m c n ng l D ch: Bs Tr ng T n εinh V đ c bi t đ n m t ph n ng nh t có th đ c u tr khơng d dàng c a ng th p h n Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology Tóm l i, tơi tin r ng v m t lý thuy t khơng có lo i laser mà khơng có b t k tác d ng ph nào, t c lo i laser hoàn h o da li u Tài li u tham kh o Stratigos A, Dover JS (2000) Overview of lasers and their properties Dermatol Ther 13(1):2–16 Jelínková H (2013) Lasers for medical applications: diagnostics, therapy and surgery Elsevier Niemz MH (2007) Laser-tissue interactions Springer, New York V Allemann IB, Goldberg DJ (2011) Basics in dermatological laser applications Karger Medical and Scientific Publishers in h Berlien H-P (2003) Applied laser medicine Springer Science & Business Media Goldman MP (2006) Cutaneous and cosmetic laser surgery Mosby Elsevier, Philadelphia, PA M Keyvan N (2012) Lasers in dermatology and medicine [S.I.] Springer n Raulin C, Karsai S (2011) Laser and IPL technology in dermatology and aesthetic medicine Heidelberg, New York T Niemz MH (2019) Laser-tissue interactions Springer ng 10 Tanghetti EA (2016) The histology of skin treated with a picosecond alexandrite laser and a fractional lens array Lasers Surg Med 48(7): 646–652 11 Vogel A, Venugopalan V (2003) Mechanisms of pulsed laser ablation of biological tissues Chem Rev 103(2):577–644 T r 12 Ross E (2017) The picosecond revolution and laser tattoo treatments: are shorter pulses really better? Br J Dermatol 176(2):299–300 Bs 13 Karsai S, Bäumler W, Weiss C, Faulhaber J, Raulin C (2018) Laser tattoo removal: we already have picosecond lasers? J Dtsch Dermatol Ges 16(4): 468–470 14 Kasai K (2017) Picosecond laser treatment for tattoos and benign cutaneous pigmented lesions (secondary publication) Laser Ther 26(4):274–281 15 Jacques SL (1992) Laser-tissue interactions Photochemical, photothermal, and photomechanical Surg Clin North Am 72(3):531–558 16 Ho DDM, London R, Zimmerman GB, Young DA (2002) Laser-tattoo removal—a study of the mechanism and the optimal treatment strategy via computer simulations Lasers Surg Med 30(5):389– 397 17 Serup J, Bäumler W (2017) Diagnosis and therapy of tattoo complications: with atlas of illustrative cases Karger Medical and Scientific Publishers D ch: Bs Tr ng T n εinh V Principles and Choice of Laser Treatment in Dermatology 18 Strauss M, Amendt PA, London RA, Maitland DJ, Glinsky ME, Lin CP, et al (eds) Computational modeling of stress transient and bubble evolution in short-pulse laser-irradiated melanosome particles Laser-Tissue Interaction VIII; 1997: International Society for Optics and Photonics 19 Anderson RR, Parrish JA (1983) Selective photothermolysis: precise microsurgery by selective absorption of pulsed radiation Science 220(4596):524–527 Bs T r ng T n M in h V 20 Kauvar A, Hruza G (2005) Principles and practices in cutaneous laser surgery CRC Press D ch: Bs Tr ng T n εinh V