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应用分享 | 采用新型烧蚀点阵2910nm掺铒光纤激光器进行全面部和颈部的后期光老化修复

发布：凌云光技术股份有限公司

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本期接着报导3um光纤激光器在皮肤上的应用，带您及时了解皮肤激光表面修复的前沿技术！

本文来自：Taryn N. Murray , Jamie K. Hu , Paul M. Friedman. Full‐face and neck resurfacing with a novel ablative fractional 2910 nm erbium‐doped fluoride glass fiber laser for advanced photoaging. Lasers Surg Med. 2024;56:249–256.

介绍

自20世纪80年代推出以来，面部激光表面修复一直是后期光老化和光损伤非手术治疗的金标准。通常分为烧蚀，点阵分数烧蚀和非烧蚀模式，通常使用的基于能量的设备，不断发展，早期时候很大程度上受限于烧蚀激光器本身。早期CO₂激光表面修复通常包括表皮和部分真皮层的完全汽化，但穿透深度难以控制，并且过度热损伤的风险很高。10.6um激光以水作为载体将皮肤温度提高到100°C，并诱导组织水蒸发。尽管此方法的疗效已得到证实，但其使用往往受到一些限制，如明显的疼痛感、恢复时间长和不舒服，并且有潜在的并发症，如疤痕、外翻和色素沉着减退斑，通常需要局部或全身麻醉、抗焦虑药，有时还需要手术室，使得CO₂激光的全面部治疗对患者和受用者来说都具有挑战性和难于接受。

这些限制反映在下一代Er:YAG烧蚀激光器，20世纪90年代首次用于面部修复，波长为2940nm，以水为载体，吸收系数约为CO₂激光的16倍，从而减少了治疗过程中的残余热损伤和不适。虽然该特性获得了更短时、更耐受的恢复，但多项研究报告表明，与Er:YAG激光的等效治疗相比，CO₂激光治疗后光老化的改善更大，部分原因是收缩减弱。此外，Er:YAG激光治疗可诱导出血，而CO₂激光的凝血能力增强，可通过血管凝固实现无血治疗。

由于这些原因，点阵分数烧蚀自问世和随后的普及以来一直是面部修复的主要手段。通过热损伤柱，未经处理的皮肤中间区域充当干细胞和成纤维细胞的存储库，重塑胶原蛋白和弹性蛋白，最终改善皮肤的色调、质地和外观。与传统的烧蚀激光相比，这些激光也提供了更高的安全性，尽管由于其分数性质，通常需要更多的治疗时间。虽然与非烧蚀装置相比，停机时间更长，但与早期烧蚀激光相比，不适、水肿、红斑和愈合时间显著减少。CO₂分数治疗的恢复时间通常为5-10天，Er:YAG治疗的恢复时间为5天，然而，在非分剂治疗后3周到几个月的任何地方，持续红斑都是常见的。

考虑到这些因素，仍然需要一种非手术的、痛苦较小的分数烧蚀装置来治疗光损伤，而不需要长时间的停机时间。一种新型2910nm掺铒氟化物玻璃光纤激光器。1974年，马塞勒·普兰教授首次发现了含氟玻璃。在过去50年里，氟化物玻璃光纤已经经过优化，能够在2800-3800nm范围内有效传输激光，被水大量吸收。

利用掺铒氟化物玻璃光纤作为增益介质，实现了系统的精度、速度、可靠性和稳定性，水在2900nm-3100nm吸收最强，激光能够减少残余热损伤，同时烧蚀组织与Er:YAG(在完全烧蚀模式下热影响为5%)和CO₂(热影响为60%)相比，2910nm光纤激光器表现出可调的热影响，从5%到超过60%(表1)。值得注意的是，通过降低能量通量到烧蚀阈值以下，2940nm激光可以促进凝结。

此外，该激光器产生约170μm的烧蚀直径，25μm的凝固总计220μm。与其他部分烧蚀表面修复技术相比，较小的斑点尺寸被认为可以促进快速愈合并减少受试者的不适。本研究的主要目的是确定2910 nm光纤激光治疗I-IV型Fitzpatrick皮肤的安全性和有效性，同时评估治疗后期光老化和褶皱的最佳设置。

材料与方法

这项机构审查委员会批准的研究的潜在受试者是由主治医生筛选的，对于晚期光老化的临床症状，包括细纹、皱纹、皮肤松弛、毛细血管扩张和色素沉着。该研究对所有Fitzpatrick皮肤类型开放。排除标准包括活动性局部或全身性感染、伤口愈合能力受损(即自身免疫性或胶原性血管疾病史)、局部抗肿瘤药物治疗、局部或口服类维生素a、局部类固醇或过去1个月内对治疗区域进行光动力治疗、已知对局部麻醉药膏过敏、瘢痕肿疤痕史以及在研究过程中怀孕或计划怀孕。在研究结束前，受试者不得使用局部类维生素a、抗氧化剂或美白面霜，也不得接受激光治疗、神经毒素注射或软组织填充剂注射等美容手术。

本研究利用中红外2910nm光纤激光器，通过掺铒氟化物纤维来传递能量。中红外光束聚焦在尺寸为170μm的光斑上。利用四种分级烧蚀表面重塑模式和正在申请专利的混合脉冲技术，微光束精确地排列在环形中，精确地烧蚀从角质层到真皮深层的组织(图1)。多种模式可以选择，从而在图案形状、大小、覆盖百分比、深度和凝固方面具有通用性。低通量设置提供一个由33个烧蚀微光束组成的环，每个直径170μm，深度可调。

2910nm光纤激光器工作频率高达5kHz，精确、高速地传输，脉冲时间通常从低通量脉冲参数：15mm图案尺寸，81个环，在0.7s内发出2673束光，到高通量(组合模式)脉冲参数：15mm，64个环，64个点，在1.8秒内发出3840束光。采用混合脉冲技术，在同一微通道内实现高通量、深度烧蚀和凝固。传统激光器在一个脉冲中传递能量，而该装置在同一个170μm微通道中连续提供四个烧蚀微脉冲的定制混合，使压力和蒸汽逸出通道并实现止血(图1)。最后，在相同的脉冲模式下，低通量(表面烧蚀环)和高通量(深钻烧蚀微通道)的组合传输混合了烧蚀和凝固脉冲。研究中使用的治疗参数(如表1所示)包括5%至50%的凝血范围。

FIGURE 1 Blended pulse technology. Conventional lasers deliver the energy in a single pulse (left), whereas the 2910 nm fiber laser delivers a customized blend of four ablative micropulses with coagulation consecutively in the same 170 μm microchannel (right).

治疗前在面部和颈部涂抹复合表面麻醉乳膏(20%苯佐卡因，6%利多卡因，6%丁卡因)45分钟。用70%异丙醇和葡萄糖酸氯己定溶液清洁皮肤。所有受试者总共接受了三次治疗，涉及整个面部和颈部，使用浅表和深层激光模式进行多次治疗。治疗设置由主治医师确定，并根据基线条件和解剖区域为每位临床受试者定制(表2)。治疗间隔为6-8周，第三次治疗后随访6-12周。治疗后，在治疗区域使用冰敷，受试者被指示每天两次醋浸泡，然后在治疗后的前4天使用温和的润肤剂。从第5-7天，受试者被指示过渡到温和的洁面乳和温和的保湿霜。预防性处方Valacyclovir 500mg，每日两次，连续5-7天。多西环素100毫克，每天两次，连续7天，在某些情况下是预防性处方。

受试者被要求对治疗期间的平均疼痛程度进行评分，评分范围为11分数字疼痛评定量表(NPRS)，范围从0(无疼痛)到10。传统激光器以单一脉冲传递能量(左图)，而2910nm光纤激光器则在同一170μ m微通道中连续提供四个烧蚀微脉冲的定制混合(右图)。在随访中，受试者被要求使用5分全球审美改善量表(GAIS)对包括面部和颈部在内的5个类别(整体外观、皱纹、色素、皮肤质地和皮肤松弛度)的预处理和后处理照片进行评估:(0)无改善，(1)轻微改善，(2)中度改善，(3)显著改善，(4)非常显著改善。调查对象的满意度为:(1)不满意，(2)比较满意，(3)比较满意，(4)满意，(5)非常满意。鉴别治疗前和治疗后的照片是由两位法医师盲审完成的。这些评审人被要求使用相同的5分GAIS对面部和颈部的整体外观和子类别的改善程度进行评分。在基线和第三次治疗后6-8周，使用VISIA?肤色分析(Canfield Scientific)和IntelliStudio?(Canfield Scientific)相机系统拍摄标准化照片。

结果

共纳入22名受试者，其中3名受试者退出，2名受试者失去随访，2名受试者被研究调查人员删除。所有15名受试者均接受三次治疗(图2-5)。14名受试者为女性，1名为男性。受试者平均年龄为65.7岁。Fitzpatrick皮肤类型包括FST I (n = 3)、FST II (n = 3)、FST III (n = 7)和FST IV (n = 2)。治疗期间的疼痛以11分制进行评估，范围从0(无)到10(极端)。第一次治疗的平均疼痛评分为5分(中度)，最低2分(轻度)，最高8分(重度)。第二次治疗的平均疼痛评分为5.2(中度)，最低为2(轻度)，最高为8(重度)。第三次治疗的平均疼痛评分为5.1(中度)，最低为1(轻度)，最高为8(重度)。三种治疗方法的平均疼痛评分为4.9(中等)。第一次治疗后的受试者满意度在1(不满意)到5(非常满意)的范围内平均为4.2分，86.7%的受试者表示满意或非常满意。受试者满意度在第二次治疗后被注意到相同，平均为4.2，所有受试者报告满意(46.7%)或非常满意(53.3%)。在3个月随访的第三次治疗后，受试者满意度提高，平均为4.8，所有受试者报告满意(20%)或非常满意(80%)。

FIGURE 2 A 76‐year‐old female at baseline (left) and 3‐months post three treatments (right).

FIGURE 3 A 72‐year‐old female at baseline (left) and 3‐months post three treatments (right).

FIGURE 4 A 63‐year‐old female at baseline (left) and 3‐months post three treatments (right).

FIGURE 5 A 72‐year‐old female at baseline (left) and 3‐months post three treatments (right).

对数码照片的整体外观和包括皱纹、色素、皮肤在内的子类别进行评估(2-中度改善，3-明显改善，4-非常显著)。受试者的评估结果显示，GAIS在整体外貌、皱纹、色素、质地和皮肤松弛方面的平均得分分别为3.8分、3.5分、3.9分和3.6分。质地和皮肤松弛度由受试者和两名医生完成(1例轻微改善，2例中度改善，3例明显改善，4例非常显著)。受试者的评估结果显示，GAIS在整体外貌、皱纹、色素、质地和皮肤松弛方面的平均得分分别为3.8分、3.5分、3.9分和3.6分。对数字图像的盲法评估显示，总体外观的GAIS平均得分为3.2分，皱纹为2.9分，色素为3.6分，皮肤质地为3.1分，皮肤松弛度为2.7分。在第二次治疗后6-12周，4名受试者出现了痕迹红斑，并在治疗后12周消退。治疗后皮肤反应包括针尖出血、红斑、水肿和软组织结痂，持续5-7天(图6)。

FIGURE 6 Healing progression. The typical healing progression observed over a 5‐day period.

讨论

用于全面部表面修复的激光器不断发展，随着分数烧蚀激光的出现，全面部修复的前景发生了显著变化。与低能量激光相比，部分烧蚀激光固有地解决了烧蚀和非烧蚀的问题，减少了治疗后的相对停机时间，同时提供了更好的面部年轻化然，与完全烧蚀或部分烧蚀装置相比，部分非烧蚀装置需要多次治疗，并且只有适度的改善。

我们评估了一种新型2910nm光纤激光器用于全面部表面修复的临床效果。这是一种高度可定制的光纤系统，该设备能够从角质层内表面5um到真皮层内深度达1500um的微光束传输。2910nm光纤激光器配备了从浅层到深层钻孔的不同模式，此前有报道称，在浅层模式下低通量设置可以改善轻度光损伤。这是第一个详细介绍在I-IV型Fitzpatrick皮肤中安全有效的设置范围内同时成功使用浅层和深层模式的报告。

结论

研究结果表明，使用新的2910nm光纤激光器治疗老年患者FST I - IV的后期光老化和褶皱是安全有效的。与传统的烧蚀分数激光相比，这种治疗提供了更少的不适，只需要局部麻醉霜让患者感到舒适。此外，与传统的分数烧蚀激光相比，这种激光减少了手术后的停机时间，大多数受试者在治疗后1周仅出现轻度红斑，目前正在进行其他研究，包括有色皮肤的面部修复。

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