激光与皮肤组织生物学相互作用及在微创手术中的应用

摘要

论文的第一部分主要阐述激光与组织相互作用的理论基础，为下一步实验研究的理论基础。 第二部分是飞秒激光与皮肤组织的相互作用及治疗色素性疾病的基础研究。目前飞秒级超短脉冲激光与生物组织的相互作用研究主要集中在角膜等透明组织上，超短脉冲激光对生物软组织的作用方面的研究还很少，对于皮肤组织在剥除阈值附近的组织反应缺乏定量研究。本章论文评估了飞秒激光照射豚鼠黑色和白色皮肤组织后引起的大体损伤以及皮肤红斑、黑色素值的变化，初步探讨飞秒激光对皮肤损伤的基本机理和降低黑素值的效果，为色素性疾病的临床治疗提供借鉴。通过组织学、皮肤色素含量测定等方法评估飞秒激光对白色褐黑色皮肤的损伤阈值、损伤特性和降低黑素含量效果。结果表明超短激光对白色皮肤有较高的损伤阈值，对黑色皮肤损伤阈值较低。选择合适的激光参数，飞秒激光选择性的去除黑色素，减少对周围低黑色素含量皮肤的损伤，显示飞秒激光在皮肤的临床运用的前景。 第三部分是非磨削型嫩肤激光与皮肤组织相互作用的研究。激光非损伤嫩肤技术有很大的临床和市场运用前景，但目前认识仅处于初级激光生物作用阶段，其潜在的作用机制及次级激光生物学作用，也就是生命物质在分子、细胞和组织水平上发生的形态和功能改变还不清楚，无法建立科学的治疗方案和有效的市场推广。针对以上问题，通过建立合适的动物模型，选择三种有代表性的595一nm的脉冲染料、1064-nm的调Q Nd∶YAG和1320-nm的Nd∶YAG的激光，首次从不同激光组织效应到皮肤细胞和组织水平的变化进行长期动态的观察研究，为激光非损伤嫩肤的分子机理奠定了科学基础，并为嫩肤激光的临床运用提供理论依据。以两月龄雌性的昆明小白鼠作为动物模型，经脱毛麻醉处理后，595-nm脉冲染料、1064-nm调QNd∶YAG和1320-nmNd∶YAG激光对小鼠背部皮肤进行非损伤嫩肤治疗，治疗后0天、1天、7天、21天、30天和60天分别测量小鼠皮肤的弹性、红斑和黑素、经皮失水和皮肤含水量变化，每次测量之后马上取皮肤标本进行组织形态和胶原蛋白检测，30天和60天的皮肤标本还进行羟脯氨酸含量分析。实验首次把皮肤的生物物理特性的测量和激光非损伤嫩肤结合起来，为激光非损伤嫩肤疗效的评估提供了一种科学的方法。实验中，生物物理测量、组织学观察、苦味酸天狼星红技术和羟脯氨酸分析几种方法同时来评估激光非损伤嫩肤后皮肤的生物物理特性、组织形态和胶原蛋白的变化，首次实现了系统的定量的比较595-nm的脉冲染料激光、1064-nm的调Q Nd∶YAG激光照射比1320-nm的Nd∶YAG激光非损伤嫩肤的效果，研究工作为临床治疗和个性化治疗提供了科学的指导。实验结果证明595-nm的脉冲染料、1064-nm的调QNd∶YAG和1320-nm的Nd∶YAG激光用于非损伤嫩肤是安全有效的，而且是剂量依赖型的。在一定范围内，激光能量越高，治疗效果越好。激光参数的科学选择在临床治疗中是非常关键，适当的激光参数能大大提高嫩肤疗效。 第四部分比较磨削型铒激光和非磨削型长脉宽1064-nm Nd∶YAG激光对小鼠皮肤的生物学作用。磨削型激光嫩肤主要原理是激光气化表皮层，通过热效应和炎症反应刺激真皮胶原蛋白再生和重塑。但磨削型激光对皮肤的损伤较大，手术过程容易发生出血、感染，术后也易发生瘢痕、色素性改变等并发症，且需要较长的恢复时间。近几年来兴起的非磨削型嫩肤激光直接作用于真皮，不损伤或微损伤表皮，直接对真皮作用，通过热效应刺激成纤维细胞合成新胶原蛋白，使真皮中胶原发生重组从而达到嫩肤目的。因为不损失表皮，因而副作用比较小，恢复时间较短，但嫩肤效果不如磨削型激光明显。因此如何有效嫩肤同时又减少并发症是医学研究的一大难题。迄今为止，国内外对磨削型激光和非磨削型激光嫩肤效果比较的研究少见，实验分别用皮肤多功能测量系统测量皮肤弹性、红斑指数、含水量和经表皮失水量这四个皮肤生理物理指标，动态观察这些参数的变化，以了解激光照射后对于皮肤弹性、红斑值、皮肤的保水能力等生理功能的影响。末次治疗后28天，处死小鼠，取组织标本做常规HE染色、天狼猩红染色及羟脯氨酸含量测定，通过显微镜测定激光照射区和对照区的真皮厚度。通过小鼠皮肤的组织学和生理学变化，比较两种激光的嫩肤效果，探讨两种激光嫩肤机制及真皮重塑的潜在作用机制。结果表明铒激光和长脉宽1064-nm Nd∶YAG激光都能安全有效的提高皮肤弹性、皮肤屏障功能、真皮厚度及胶原蛋白的含量，证明了新胶原蛋白的合成。通过分析得知，铒激光产生了更多的胶原蛋白、弹性增加更显著、真皮厚度增加也更多，但红斑增加较重，术后伤口的处理要求高，而且恢复时间较长，有可能会留下疤痕。而长脉宽1064-nm Nd∶YAG长脉宽激光处理后增加了更多的含水量，而且红斑值增加很少，对表皮没有损伤，恢复时期短，但其疗效有限，治疗次数多，见效慢。两种激光对经表皮失水量的影响程度相当。 对激光嫩肤机理的研究有助于提高这种技术的治疗效果，使这种技术更好的发挥作用。今后的研究方向主要是分析不同激光参数对皮肤组织分子生物学的影响以及如何联合使用不同的激光提高治疗效果。

目录

摘要

第1章激光与组织相互作用理论基础

第2章超短脉冲激光治疗色素性疾病的基础研究

2.1超短脉冲激光的技术与原理

2.2超短激光与生物组织相互作用

2.3色素沉着性皮肤的激光治疗

2.4实验方法

2.5实验结果

2.6总结讨论

2.7附参考文献

第3章激光非损伤嫩肤的生物学研究

3.1皮肤衰老病理学基础

3.2实验方法

3.3实验结果

3.3.1 595-nm脉冲染料激光非损伤嫩肤

3.3.2 1064-nm调QNd：YAG激光非损伤嫩肤

3.3.3 1320-nmNd：YAG激光非损伤嫩肤

3.3.4三种非损伤嫩肤激光生物学作用的比较

3.4总结讨论

3.5附参考文献

第4章两种磨削型和非磨削型激光嫩肤生物学作用比较

附录

致谢