1.3. Tạo hình vùng bè chọn lọc bằng laser
1.3.2. Cơ chế tác dụng của tạo hình vùng bè chọn lọc bằng laser
Tuy cơ chế tác dụng của tạo hình vùng bè chọn lọc bằng laser còn chưa được kết luận một cách chính xác nhưng đã có nhiều nghiên cứu đưa ra các giải thích khác nhau về tác động của laser đến vùng bè củng giác mạc.
Tác giả Bradley (2000) đã mô tả một cơ chế giúp giải thích tác động
chọn lọc của laser lên các tế bào sắc tố. Đó là quá trình hình thành các bóng hơi siêu nhỏ (microcavitation) quanh các tế bào sắc tố bị chiếu xạ. Các bóng hơi này là kết quả của các ‘vi nổ’ tạo ra do laser Q - switched Nd:YAG. Các bóng hơi này hình thành và vỡ rất nhanh đến nỗi không thể thấy được bằng mắt thường. Kích thước lớn nhất của bóng hơi tạo ra bởi xung có năng lượng
1mJ là khoảng 1 mm, khoảng thời gian vỡ là 100 àsec. Khi một vựng mụ đớch cú đường kớnh 1-àm được chiếu xạ bởi một xung laser ngắn, khu vực đú sẽ hấp thu khoảng 63% của năng lượng ánh sáng chiếu vào và tổng năng lượng
hấp thu là khoảng 0.27 nJ với năng lượng phân bố trung bình là 55 mJ/cm2.
Nhưng chỉ cần mức năng lượng 55 mJ/cm2 này (xung laser 532 nm kéo dài vài nanosecond) là đã đủ để tạo thành các bóng hơi nhỏ quanh các tế bào sắc tố.35 Chính việc hình thành các bóng hơi nội tế bào quanh các phần có chứa sắc tố là cơ chế để laser có thể tác động lên tế bào một cách chọn lọc.
Nghiên cứu của tác giả Latina và Park (1995) sử dụng mẫu nuôi cấy
các tế bào vùng bè đã lần đầu tiên chỉ ra rằng tia laser có xung ngắn ở mức nanosecond có tác động chọn lọc đến các tế bào có chứa sắc tố. Các tác giả đã quan sát được sự hình thành của các bóng hơi nội tế bào xung quanh các thành phần chứa sắc tố. Ở những tế bào nào có sự hình thành bóng hơi thì tế bào đó bị chết, còn ở những tế bào không hình thành bóng hơi thì sống sót. Các tác giả cũng tiến hành nuôi cấy tế bào sắc tố và không sắc tố của vùng bè riêng biệt rồi sau đó trộn vào nhau. Khi chiếu laser vào nhóm tế
bào này, họ nhận thấy tất cả các tế bào có chứa melanin đều bị tiêu diệt trong khi những tế bào không chứa sắc tố cạnh đó thì vẫn sống sót mà không bị ảnh hưởng.3
Hình 1.5: Thực nghiệm tiêu diệt chọn lọc tế bào sắc tố trên mẫu nuôi cấy hỗn hợp các tế bào vùng bè có sắc tố và tế bào không có sắc tố.
Nguồn: Latina và cộng sự (1995)3 A. Trước khi laser
B. 225 nsec sau khi chiếu laser bước sóng 565 nm, xung laser kéo dài 25 nsec với mức năng lượng 0.2 J/cm2, cho thấy sự hình thành của các bóng hơi siêu nhỏ (microbubbles) ở vùng cạnh nhân của tế bào đích
C. Sau khi các bóng hơi vỡ D. Hình chụp nhuộm huỳnh quang trước khi chiếu laser E. Hình chụp nhuộm huỳnh quang sau khi chiếu laser cho thấy sự tiêu diệt một cách chọn lọc các tế bào mà trước đó có sự hình thành các bóng hơi (đánh dấu x). Các tế bào xung quanh vẫn sống sót.
F. Hình chụp huỳnh quang sau khi nhuộm EB, các tế bào chết bắt màu và
khẳng định hiện tượng tiêu màng tế bào ở các tế bào này sau quá trình hình thành bóng hơi.
Các bóng hơi tạo ra do hiện tượng ‘vi nổ’ có thể gây ra các thay đổi khu trú, tập trung vào chỉ một tế bào duy nhất. Vị trí chính xác của các kích thích này có lẽ nhờ việc khi năng lượng được hấp thu bởi mỗi tế bào sắc tố, (chỉ
một phần của một nanojoule) ngay lập tức sẽ tạo ra các bóng hơi có kích thước chỉ vài micrometer. Chính vì vậy mà tác động sẽ chỉ ảnh hưởng chính xác đến từng tế bào đích chứ không gây ra các tổn thương lớn ở mô. Trên
thực tế, việc lựa chọn năng lượng laser phù hợp cũng giúp đảm bảo có thể điều trị chính xác vào tế bào đích mà không gây tổn hại đến các mô xung quanh. Đối với SLT, để xác định mức năng lượng phù hợp, cần tăng năng lượng của xung laser từ từ cho đến khi nhỉn thấy các bóng khí sau đó lại giảm mức laser xuống dưới ngưỡng đó. Điều này giúp đảm bảo mức năng lượng chỉ đủ để tạo ra các bóng hơi mức nội tế bào và không quan sát được trên sinh hiển vi. Đây là mức năng lượng phù hợp cho SLT.
Khi xét nghiệm mô bệnh học của những mắt đã được làm SLT, người ta nhận thấy có rất ít những thay đổi về mặt cấu trúc. Tác giả Kramer và Noecker (2001) nghiên cứu trên 8 mắt người vừa mới được lấy khỏi cơ thể nhằm so sánh sự thay đổi về hình thái và cấu trúc của vùng bè khi điều trị bằng laser argon và tạo hình vùng bè chọn lọc bằng laser. Kết quả nhận thấy
laser argon gây các tổn thương dạng như “miệng núi lửa” ở vùng bè màng bồ đào. Trong khi đó ở vùng bè của các mắt điều trị bằng SLT, không thấy có các tổn thương dạng quang đông, cũng như không có sự tổn thương cấu trúc của vùng bè củng giác mạc hoặc vùng bè màng bồ đào. Bằng chứng duy nhất cho thấy có sự tương tác giữa SLT và tế bào vùng bè là sự nứt của các hạt sắc tố nội bào và sự gián đoạn của các tế bào nội mô vùng bè.36
Hình 1.6: Laser argon tạo hình vùng bè với năng lượng 0,7 mj/xung, kích
thước 50àm.
Nguồn: Kramer và cộng sự (2001)36
A. Tổn thương của vùng bè màng bồ đào dạng “miệng núi lửa” kích thước 95 x 70 àm. Cỏc sơi collagen xung quang cú tổn thương dạng bọng, trắng và cuộn
B. Hình ảnh phóng đại cho thấy các tổn thương do tác dụng quang đông dạng phình bọng, bạc trắng và cuộn lại.
Hình 1.7: Tạo hình vùng bè chọn lọc bằng laser, năng lượng 0,8 mj/ xung,
kớch thước 400 àm.
Nguồn: Kramer và cộng sự (2001)36 A. Cấu trúc vùng bè màng bồ đào và vùng bè giác củng mạc không thấy
tổn thương B. Các sợi collagen vẫn giữ nguyên hình dạng và cấu trúc
Chính vì tạo hình vùng bè chọn lọc bằng laser gần như không gây ra thay đổi về cấu trúc vùng bè nên nhiều tác giả cho rằng cơ chế gây hạ nhãn áp của phương pháp này chủ yếu thông qua cơ chế tế bào và cơ chế sinh hóa. Theo cơ chế tế bào học, người ta cho rằng SLT kích thích quá trình phân bào, làm hình thành các tế bào mới khỏe mạnh, làm mới mạng lưới protein ngoại bào và hoạt hóa các đại thực bào. Nghiên cứu của tác giả Alvarado (2010) trên
mắt khỉ cho thấy sau khi điều trị SLT, số lượng tế bào monocyte và đại thực bào tăng lên 5 đến 8 lần so với nhóm chứng. Những tế bào này sẽ “dọn dẹp”
vùng bè, giúp thủy dịch thoát qua vùng bè dễ dàng hơn. Về cơ chế sinh hóa, laser làm giải phóng các cytokine như Interleukin-1β và các yếu tố gây hoại
tử khối u – α. Các chất này có khả năng thay đổi mạng lưới protein ngoại bào và tăng thoát thủy dịch. Ngoài ra, chúng còn kích thích quá trình phân bào, đặc biệt là với các tế bào vùng bè khu trú ở vùng chêm hình tam giác phía dưới đường Schwalbe. Các thay đổi về sinh hóa và tế bào này diễn ra từ từ và thường gây ảnh hưởng đến sự thoát thủy dịch sau 4-6 tuần.37
Trên thực tế, một số nghiên cứu khác của tác giả Parshley (1996) và Alvarado (2010) nhận thấy hiệu quả của laser cũng thường xuất hiện sau 4-6 tuần, điều này càng khiến nghiêng nhiều về giả thuyết tác dụng hạ nhãn áp của SLT là theo cơ chế này.37,38
Nghiên cứu của Alvarado (2010) còn ghi nhận tác động giống nhau của SLT và thuốc hạ nhãn áp nhóm prostaglandin lên tiêu bản nuôi cấy các tế bào
của ống Schlemm. Cả hai phương pháp này đều gây đứt các mối liên kết gian bào và tăng tính thấm của các tế bào ống Schlemm.39 Đây cũng có thể là một trong những cơ chế gây hạ nhãn áp của SLT.