面部拋光用激光器的生物物理學

選擇性光熱分解的概念允許外科醫生盡可能選擇由組織髮色團吸收的激光波的長度。二氧化碳和鉺的主要髮色團：YAG激光是水。可以構建反映不同波長激光能量的水或其他髮色團吸收的曲線。人們必須記住其他髮色團可以吸收這種長度的波。例如，在532nm的波長處，激光能量被氧合血紅蛋白和黑色素吸收。選擇激光時，有必要考慮競爭吸收的可能性。競爭生色團的附加效果可能是令人期望的並且是不希望的。

在用於與目標髮色團脫毛的現代激光器中，是黑色素。這些波也可以被血紅蛋白吸收，血紅蛋白是一種具有競爭力的髮色團。血紅蛋白的吸收也會導致供給毛囊的血管受損，這是不希望的。

表皮是90％的水。因此，水作為現代激光打磨激光器的主要髮色團。在激光換膚過程中，細胞內水分吸收激光能量，立即沸騰並蒸發。激光轉移到組織的能量以及這種轉移的持續時間決定了蒸發組織的體積。拋光皮膚時，主要的髮色團（水）必須蒸發，同時向周圍的膠原蛋白和其他結構轉移最少量的能量。I型膠原對溫度極為敏感，在+60 ... + 70°C的溫度下變性。對膠原過度的熱損傷可能會導致不良的疤痕。

激光輻射的能量密度是施加到組織表面的能量（以焦耳為單位）（以cm2表示）。因此，輻射密度以J / cm2表示。對於二氧化碳激光器，克服組織消融屏障的臨界能量為0.04J / cm2。為了恢復皮膚表面，通常使用能量為每脈衝250mJ和斑點尺寸為3mm的激光。在衝動之間的間隔組織冷卻。熱鬆弛時間是脈沖之間組織完全冷卻所需的時間。通過激光拋光，幾乎立即使用非常高的能量來蒸發靶組織。這可以使脈衝非常短（1000μs）。因此，到鄰近組織的不需要的熱導率被最小化。通常以瓦特（W）為單位的比功率考慮了積分能量密度，脈衝持續時間和處理區域的面積。一個常見的誤解是較低的能量密度和比功率降低了疤痕的風險，而實際上較低的能量使水慢慢沸騰，導致更嚴重的溫度損害。

在對激光換膚術後立即採取的活檢標本的組織學檢查中，揭示了一個組織的蒸發和消融區域，其中存在熱壞死的嗜鹼性區域。第一次通過的能量被表皮的水吸收。穿透真皮層後，能夠吸收激光能量的水量較少，傳熱對每個後續通道造成更多的熱損傷。理想情況下，具有較小通過次數和較少傳導性熱損傷的較大消融深度伴隨著較小的瘢痕形成風險。Prir對皮膚乳頭層超微結構的研究揭示了較小尺寸的膠原纖維在大型膠原束中的結合。激光換膚後，隨著真皮乳頭層產生膠原蛋白，與傷口癒合相關的分子（如腱糖蛋白）積聚。

現代鉺激光器可以同時發射兩束光束。在這種情況下，凝血模式下的一束可以增加對周圍組織的傷害。由於脈衝持續時間的增加以及因此組織的較慢加熱，這樣的激光導致更多的熱損傷。相反，太多的能量會導致比所需更深的蒸發。現代激光破壞膠原蛋白與研磨產生的熱量。熱損傷越大，新膠原蛋白的合成越多。未來，可以臨床使用被水和膠原充分吸收的研磨激光。

[1], [2], [3]