Быстрое высокоэффективное многопроходное лазерное лечение татуировок с модуляцией добротности с помощью прозрачного пластыря, наполненного перфтордекалином: пилотное исследование

Предыстория и цели

Ранее было показано, что перфтордекалин (PFD) быстро рассеивает непрозрачный белый слой микропузырьков, образующийся после воздействия на татуировки лазерами с модуляцией добротности. Текущее экспериментальное исследование было проведено для качественного определения того, приведет ли использование прозрачного силиконового пластыря с пропиткой PFD к более быстрому удалению татуировок, чем при использовании традиционных методов воздушной анестезии.

Материалы и методы

Черные или темно-синие татуировки были разделены на две половины в одном исследовании, одобренном IRB, с участием 17 человек с типами кожи I–III по Фитцпатрику. Половина каждой татуировки служила отдельным контролем и была обработана одним проходом стандартного александритового лазера с модуляцией добротности (755 нм). Другая половина татуировки была обработана непосредственно через прозрачный пластырь с перфтордекалином (PFD). Эффект быстрого уменьшения отбеливания пластыря обычно позволял проводить три-четыре лазерных прохода в общей сложности примерно за 5 минут. Обе стороны были обработаны при максимально переносимой плотности потока энергии, но свойства оптического просветления, соответствия индекса и эпидермальной защиты пластыря PFD позволили значительно увеличить плотность потока энергии по сравнению с контрольной стороной. Стандартные фотографии были сделаны на исходном уровне, непосредственно перед лечением с помощью пластыря PFD и, наконец, до и после каждого сеанса лечения. Лечение проводилось с интервалом от 4 до 6 недель.

Результаты

У большинства субъектов (11 из 17) татуировки, обработанные прозрачным пластырем с PFD, показали более быстрое исчезновение татуировки с более высокой удовлетворенностью пациентов и клиницистов, чем при обычном лечении. Ни в одном случае контрольная сторона не исчезла быстрее, чем сторона PFD Patch. Непредвиденных нежелательных явлений не наблюдалось.

Выводы

Быстрое многопроходное лечение татуировок с максимально переносимой плотностью потока с помощью прозрачного пластыря с PFD очищает татуировки быстрее, чем традиционные методы.

Введение

Лазерное удаление татуировок имеет хорошо известные ограничения. Часто требуется длительный режим из многих сеансов лечения. Хотя была описана шкала, которая оценивает количество необходимых сеансов, клиницисту часто бывает трудно предсказать количество сеансов лечения, необходимых для удовлетворительного исчезновения или удаления татуировки. Нередко 10 или более сеансов для должного эстетического результата требуют интервалы в 6 недель. Это создает серьезные проблемы как для субъектов, так и для клиницистов и часто является сдерживающим фактором для субъектов, желающих удалить татуировку, от фактического ее получения. Первоначально многопроходная методика R-20 показала себя многообещающей, позволив провести несколько лазерных проходов за один сеанс, позволив лазерно-индуцированному непрозрачному отбеливанию, вызванному образованием микрокавитационных пузырьков, естественным образом исчезнуть примерно через 20 минут. Однако он не получил широкое распространение в основном из-за ограничений рабочего процесса; одному пациенту может потребоваться 80-минутный сеанс лечения, что нецелесообразно в оживленных клинических условиях. Недавно было продемонстрировано, что перфтордекалин (PFD) может быстро рассеивать непрозрачный белый слой микропузырьков, образующийся после воздействия на татуировки лазерами с модуляцией добротности, что позволяет проводить клинически эффективное многопроходное лечение. С этой целью настоящее качественное пилотное исследование было предпринято, чтобы определить, могут ли быстрые многократные лазерные проходы с максимально допустимой плотностью энергии, обеспечиваемые прозрачным силиконовым пластырем, наполненным PFD, иметь аналогичный положительный эффект для лазерного удаления татуировки.

Перфтордекалиновый пластырь

Перфтордекалин представляет собой стабильную, метаболически инертную фторуглеродную жидкость, обладающую превосходной оптической прозрачностью в диапазоне от УФ до дальнего ИК-5. Он обладает необычными свойствами, заключающимися в том, что он одновременно является и липофобным, и гидрофобным, при этом он свободно течет с чрезвычайно низкой поверхностной энергией, что позволяет ему быстро проникать в пористые материалы. Его внутриглазное применение помогает в восстановлении отслоившейся сетчатки. Он улучшает косметические препараты в качестве кондиционера для кожи и средства для распутывания волос, но его высокая стоимость ограничивает более широкое применение.

Хорошо известным свойством PFD и подобных перфторуглеродов является их способность растворять газы. PFD может поглощать половину своего жидкого объема газообразного кислорода, а также других газов, таких как азот и пар. Это привело к его использованию в искусственных кровезаменителях первого поколения, а также к текущим работам в области жидкостной вентиляции и связанных с ними медицинских приложений. Поскольку парциальное давление газа в лазерно-индуцированных микрокавитационных пузырьках намного уравновешенней PFD, диффузия газа из микропузырьков в жидкий PFD не требует особых требований по обращению или дегазации.

Несмотря на то, что это тяжелая молекула с плотностью примерно в два раза выше плотности воды, ПФО легко испаряется при контакте с комнатным воздухом, и этот эффект усугубляется теплой кожей. Покрытие его прозрачной непроницаемой мембраной значительно снижает испарение. Как для PFD, так и для силиконового материала есть также преимущества соответствия оптических показателей, описанные ниже. Патч имеет дополнительное преимущество, заключающееся в устранении дыма и обратного разбрызгивания.

Силиконовый материал, микроперфорация и газопоглощение

PFD нерастворим практически во всех жидкостях, гелях, восках и полимерах. Решение этой проблемы состояло в том, чтобы просто перфорировать силиконовый гель медицинского назначения с множеством мелких отверстий и позволить PFD механически находиться в них. PFD быстро впитывается в перфорацию, а затем легко впитывается обратно на поверхность кожи.

Сопоставление индексов, оптическая очистка и Fluence

Индекс преломления эпидермальной ткани человека измеряли Ding et al. варьироваться от 1, 44 при 600 нм до 1, 42 при 1064 нм. Показатели преломления перфтордекалина и прозрачного силиконового материала составляют 1, 31 и 1, 40 соответственно. Это обеспечивает хорошее согласование оптического индекса, что позволяет эффективно вводить лазерный свет в кожу, несмотря на наличие жидкого PFD и самого силиконового пластыря. Более значительным эффектом является оптическое просветление, вызванное PFD. Литтлджон и др. недавно использовали этот эффект в поразительной серии исследований листьев растений с помощью конфокальной микроскопии. Когда непрозрачный лист растения на короткое время погружается в PFD, он становится достаточно прозрачным, чтобы через него можно было читать текст. Вода и другие распространенные растворители не производят такого эффекта.

Оптический очищающий эффект пластыря PFD может иметь значение при лазерном удалении татуировок по нескольким причинам. Уменьшение оптического рассеяния позволяет большему количеству фотонов проникать в кожу для взаимодействия с глубоко находящимися частицами чернил и снижает локальную плотность энергии вблизи поверхности кожи по сравнению с традиционным лечением с более сильным рассеянием. Этот эффект также уменьшит потенциально повреждающие эпидермальные термические эффекты за счет уменьшения тепла, генерируемого лазером на поверхности, а также термического связывания тепла, которое выделяется с объемным материалом силикона.

Материалы и методы

Выбор лазера

Для использования в этом исследовании был выбран обычный александритовый лазер с модуляцией добротности 755 нм с длительностью наносекундного импульса. Хотя для удаления черных и темно-синих чернил можно использовать несколько длин волн лазера, общепризнано, что длина волны 755 нм является клинически эффективной для удаления таких татуировок. Выбор длины волны для данного конкретного исследования был основан просто на общедоступности и хорошо зарекомендовавшей себя клинической эффективности. Пластырь PFD был разработан, чтобы не оказывать клинического влияния на выбор длины волны или размера пятна; однако клинически наблюдалось, что его оптический просветляющий эффект обеспечивает существенно более высокую максимально переносимую плотность потока. Это было основано на стандартных клинических признаках и симптомах, как описано ниже.

Выбор темы

Это было одобренное Allendale IRB одностороннее проспективное пилотное исследование для оценки эффективности и безопасности прозрачного пластыря PFD в качестве вспомогательного средства для удаления татуировок лазером для ускоренного удаления синих или черных татуировок. Двадцать взрослых пациентов с типами кожи I–III по Фитцпатрику были включены в исследование, а 15 оставшихся (у двух участников было две татуировки) прошли пять или более сеансов лечения с интервалом примерно в 4 недели. Критерии включения включали субъектов в возрасте 18 лет с ранее необработанными татуировками размером менее 100 см2, состоящими из темно-синих или черных чернил, типом кожи по Фитцпатрику I–III, отсутствием загара в области обработки и отсутствием противопоказаний для участия в клиническом исследовании или лечении лазером с модуляцией добротности.

Субъекты с историей пероральной терапии золотом, гипертрофическими или келоидными рубцами, использованием пероральных ретиноидов в течение предыдущих 12 месяцев или беременные и кормящие грудью были исключены.

Протокол лечения

Информированное согласие было получено в соответствии со стандартным протоколом. Характеристики, включая возраст, пол, тип кожи по Фитцпатрику, место татуировки и цвет (цвета), присутствующие в татуировке, были задокументированы во время зачисления. Одна половина татуировки была случайным образом обработана лазером с использованием пластыря PFD; другая половина подвергалась обычной лазерной обработке через воздух без пластыря и служила контролем.

Лидокаин HCl 1% с адреналином или без него 1:100 000 вводили в место лечения всем субъектам на протяжении всего исследования. PFD накладывали на кожу, а пластырь накладывали примерно за 5 минут до лазерной обработки. В контрольной половине не использовались ни PFD, ни окклюзионные повязки. Субъекты и персонал использовали соответствующие очки, безопасные для лазерного излучения, и были приняты все меры предосторожности, связанные с лазерным излучением. Стандартные неполяризованные фотографии со вспышкой были сделаны для всех субъектов при каждом посещении до лечения, показывая размещение пластыря и сразу после лечения.

Сторона заплаты PFD прошла несколько быстрых лазерных проходов, как показано клинически, обычно 3 или 4, в среднем 3,6. Контрольная половина получила один лазерный проход из-за немедленного развития стойкого непрозрачного отбеливания эпидермиса после воздействия лазерной энергии, что сделало невозможным дополнительное лечение. Обе стороны татуировки были обработаны при максимально переносимой плотности потока энергии, что определялось отбеливанием эпидермиса без явного, клинически очевидного образования пузырей. Лечение с помощью пластыря позволило повысить эффективность лечения у всех субъектов по сравнению с контролем. Пластырь поднимали между проходами, и повторно наносили дополнительный PFD с помощью тампона с губчатым наконечником (MG Chemicals, Берлингтон, Канада) для восполнения жидкости, которая могла впитаться в кожу. В случаях, когда некоторое отбеливание эпидермиса развивалось, несмотря на лечение с помощью пластыря, при повторном применении жидкого PFD это отбеливание обычно быстро исчезало. Пластырь был перемещен сразу же после повторного применения жидкого PFD, чтобы свести к минимуму испарение, и без дальнейших задержек была назначена дополнительная лазерная терапия.

По завершении каждого лечения испытуемым давали полные инструкции по уходу за раной, включая контактную информацию клиники. Был применен Aquaphor, а на обработанный участок были наложены пленочные повязки Tegaderm. Наличие побочных эффектов и нежелательных явлений оценивали и регистрировали как для участков с пластырем, так и для контроля сразу после лечения и при каждом посещении.

Повторные процедуры проводились с интервалом от 4 до 6 недель до тех пор, пока татуировка полностью не рассасывалась на стороне пластыря или пока дальнейшее клиническое улучшение не считалось вероятным. В то время субъекты продолжали получать лазерную терапию на контрольной стороне до тех пор, пока татуировка не достигала максимального предполагаемого клинического эффекта. Стоит отметить, что хотя испытуемым был предоставлен выбор продолжения лечения с пластырем или без него на контрольной стороне после очистки стороны пластыря, все решили продолжить лечение пластырем.

Полученные результаты

В 11 из 17 татуировок, обработанных пластырем PFD, наблюдалось более быстрое удаление с более высоким уровнем удовлетворенности пациентов, чем при стандартной обработке воздухом. Патч допускал три или четыре быстрых множественных прохода по всем предметам, в отличие от одного прохода на контрольной стороне. Пластырь также позволил увеличить плотность потока энергии по сравнению с контролем в 1,5–1,8 раза, несмотря на несколько проходов лазера, без увеличения побочных эффектов. Эти ожидаемые нежелательные явления были легкой или средней степени тяжести и включали эритему, отек, боль и образование корочек. Частота ожидаемых нежелательных явлений была одинаковой как для пластыря, так и для контрольной стороны татуировок. О формировании волдырей сообщили 2 субъекта, а о временной гипопигментации — 3 субъекта, все из которых полностью разрешились без последствий. Никаких рубцов, текстурных изменений или непредвиденных нежелательных явлений не наблюдалось. Побеление значительно уменьшилось с помощью пластыря, и очевидно ускоренное очищение.

Был получен широкий спектр ответов, начиная от значительного превосходства после всего лишь двух сеансов лечения с более чем 90% клиренсом на стороне пластыря по сравнению с менее чем 20% на стороне контроля, до заметного превосходства, которое стало очевидным после нескольких сеансов лечения, до случаев превосходство патча не было продемонстрировано. Даже в тех случаях, когда не было продемонстрировано превосходства в клиренсе по сравнению с контролем, контрольная сторона никогда не достигала лучшего клиренса, чем сторона-патч.

Обсуждение результатов

Это пилотное исследование для подтверждения концепции было разработано для качественного сравнения эффекта быстрых многократных проходов лазера с модуляцией добротности, выполненных при максимально допустимой плотности потока энергии в сочетании с пластырем PFD с оптическим просветлением и индексом, соответствующим стандартному лазерному лечению с модуляцией добротности при удалении татуировок. Количественное определение улучшения скорости очищения и разделение преимуществ многократного прохода и/или более высокой степени влияния на исходы не входило в рамки плана исследования. Тем не менее, это исследование показало, что пластырь PFD при использовании в сочетании с лазером с модуляцией добротности дает положительный эффект в отношении удаления синих и черных чернил татуировки по сравнению со стандартными протоколами лечения.

Изменчивость ответа татуировки на лечение лазером с модуляцией добротности давно признана. Некоторые из факторов, связанных с этим явлением, включают возраст татуировки, состав и глубину чернил, расположение на теле, статус курения, а также профессиональное или любительское применение. Будущие исследования, которые изучают эти параметры в связи с эффективностью заплаты PFD, явно оправданы, как и исследования, которые оценивают заплату PFD в сочетании с лазерами с модуляцией добротности с другими длинами волн и длительностью импульса как в наносекундном, так и в пикосекундном диапазоне.

Так же, как существует множество факторов, влияющих на скорость и эффективность лазерного удаления татуировок в целом, существует несколько механизмов, действующих при использовании пластыря PFD. Первый связан с необычной способностью самого PFD поглощать газ. Когда татуировка подвергается воздействию высокой оптической энергии лазерного импульса, образуются волны напряжения и кавитационные пузырьки. Клинически этот эффект наблюдается как отбеливание или матирование тату. Кажущийся белый слой состоит из микроскопических пузырьков, образующихся практически мгновенно, когда энергия, поглощаемая частицами чернил, передается окружающим тканям. Белый слой сильно оптически рассеивает и, следовательно, эффективно непрозрачен. Дальнейшие лазерные проходы неэффективны, поскольку свет больше не может проникать в достаточной степени для взаимодействия с пигментом. Первый механизм, которому способствует пластырь PFD, — это прямое поглощение газа внутри пузырьков. Газ предпочтительно диффундирует и поглощается в PFD. Кроме того, PFD, содержащийся в самой дистальной части перфорационных отверстий, находится под более низким парциальным давлением, чем парциальное давление на поверхности, находящейся в непосредственном контакте с кавитационными пузырьками, что приводит к растворению газов в PFD.

Вторым механизмом является оптическое просветление. PFD представляет собой очень подвижную жидкость, которая легко заполняет пустоты и проникает в пористые материалы. По мере того, как непрозрачный пузырьковый слой рассеивается, оптическое просветление может стать доминирующим механизмом, позволяющим фотонам проникать глубже в ткани. Лазер может повысить эффективность, если его свет достигает глубоких частиц чернил из-за уменьшения оптического рассеяния; это может привести к лучшему обращению с непокорными татуировками. Но оптическое просветление также имеет контринтуитивный эффект; он уменьшает локальную плотность энергии в верхних слоях кожи именно потому, что уменьшает рассеяние. Это позволяет большему количеству фотонов проникать глубже туда, где обычно находятся неподатливые чернила, но также, по-видимому, требуется более высокая плотность потока энергии, чтобы компенсировать снижение локальной плотности потока в самых верхних слоях кожи. Это согласуется с нашим клиническим наблюдением, что пластырь обеспечивает более высокую переносимую плотность энергии по сравнению с обработкой одной и той же татуировки воздухом. Мы отмечаем, что даже несмотря на то, что пластырь значительно увеличивает максимально переносимую плотность энергии, это увеличение не приводит к усилению побочных эффектов.

Третий механизм — сопоставление индексов. Индекс преломления эпидермальной ткани человека измеряли Ding et al. варьироваться от 1,44 при 600 нм до 1,42 при 1064 нм. Показатели преломления перфтордекалина и прозрачного силиконового материала составляют 1,31 и 1,40 соответственно. Это обеспечивает согласование оптического преломления, что обеспечивает эффективную оптическую связь лазерного излучения с кожей, несмотря на наличие пластыря.

Четвертым механизмом является термозащита эпидермиса объемным прозрачным силиконовым материалом самого пластыря PFD, а также высокая теплоемкость PFD по отношению к воздуху. Когда пластырь размещается на коже, воздух не попадает на поверхность контакта пластыря с кожей, что обеспечивает хорошее тепловое сцепление эпидермиса через PFD с силиконом. Клинически мы также отмечаем, что пары и мусор устраняются. Это чрезвычайно важно с точки зрения как пациентов, так и персонала, так как лазерный шлейф содержит вредные материалы. Как при многократном прохождении, так и при увеличении плотности потока энергии, не было отмечено увеличения побочных эффектов или задержки времени восстановления, связанных с использованием пластыря PFD.

В заключение

Быстрое многопроходное лечение татуировок с максимально переносимой плотностью потока с помощью прозрачного пластыря с PFD очищает татуировки быстрее, чем традиционные методы. Мы заметили, что даже при нескольких лазерных проходах максимально переносимая плотность потока энергии может быть безопасно увеличена в типичный раз от 1,5x до 1,8x с помощью пластыря PFD по сравнению с традиционным лечением через интерфейс воздух-кожа на контрольной стороне татуировки с использованием александритового лазера с модуляцией добротности 755 нм. Частота ожидаемых нежелательных явлений не отличалась между лечением и контролем. Непредвиденных нежелательных явлений не наблюдалось. Хотя это исследование было ограничено скромным размером выборки и использованием только одной длины волны лазера и длительности импульса, потенциальное преимущество пластыря PFD с другими длинами волн и длительностью импульса (включая пикосекундные лазеры) требует дальнейшего изучения.