衍射透鏡微陣列皮秒激光在皮膚疾病中的應用

欒莉

116001大連大學附屬中山醫院皮膚科

皮秒激光器可發射皮秒級（＜10?12s）超短脈寬激光，2012年經FDA批準，用于皮膚疾病的治療［1］，已顯示出良好的治療效果。皮秒激光具有峰值能量密度高、熱馳豫時間更接近黑素小體的優點，在色素性疾病（文身、太田痣等）方面展示出治療優勢［2?3］。2014年FDA批準認證衍射透鏡微陣列（Diffractive lens Array，DLA）755 nm皮秒激光治療痤瘡瘢痕及皺紋［4］。本文介紹DLA755 nm皮秒激光的作用原理及其在皮膚科的臨床應用。

一、作用原理

DLA是一種安裝在755 nm皮秒激光器上的光學手鋸，鏡面由120個緊密排列的6邊形衍射透鏡組成，每個間隔500 μm，發射的微光束均勻地激打在目標靶區域［5］。衍射透鏡使激光器發射的能量聚集，70%的發射能量聚集輸送到面積少于10%的照射皮膚靶組織上，并且經測量發現，755 nm皮秒激光6 mm光斑的平均能量密度為0.71 J/cm2，而每個衍射透鏡中心高能量區峰值能量密度可達到23 J/cm2［4］。平面皮秒激光發射的能量是均一的，而DLA形成了低能量背景區環繞高能量區的能量輸送模式，此種模式可提高治療的有效性，同時減少周邊組織損害，提高治療安全性。

DLA皮秒激光發射的高能量由表皮內的黑素吸收，形成“電子雪崩擊穿”區域，也稱為激光誘導的光擊穿區（laser?induced optical breakdown，LIOB）［4］。其形成過程是：DLA皮秒激光發射高能量，表皮內的黑素吸收后釋放自由電子，新產生的自由電子不斷活化碰撞中性原子，繼而產生新的電子，如此連鎖反應，使新生電子呈雪崩式增長并形成等離子，等離子釋放熱量，氣化角質形成細胞，形成表皮內空泡（圖3）［4，6］。LIOB一旦形成，將吸收后續更多的激光能量，而其他區域吸收激光能量相對減少。一般情況下，755 nm激光輻射會蔓延至真表皮連接處及真皮，但當LIOB形成，則僅在表皮內形成局灶性、表淺的激光輻射區，不會有多余的輻射能量到達真表皮連接處［5］，這種模式既擊中了靶色基，又減少了非靶色基周圍皮膚的損害，能效提高，安全性提高。皮膚組織病理學結果印證了LIOB的形成。Tanghetti［4］對實施DLA皮秒激光治療的患者行激光術后即刻及術后24 h病理活檢，術后即刻：表皮內形成直徑約35～65 μm的類球形空泡，外周由1～2層的壞死角質形成細胞環繞，空泡位于顆粒層至真表皮連接處之間；術后24 h：較深膚色患者表皮內空泡由黑素碎片填充；較淺膚色患者的表皮內空泡由紅細胞填充。術后即刻及術后24 h均沒有發現空泡周邊細胞及基底膜下結構發生顯著破壞。Tanghetti還發現，相同能量參數下，DLA及平面皮秒激光均不會導致皮膚發生顯著熱損傷；但術后1 h及24 h，DLA皮秒激光照射引發的皮膚平均升溫均高于平面皮秒激光。術后24 h DLA皮秒激光引發的皮膚紅斑紅于平面皮秒激光。組織病理顯示，DLA皮秒激光會引發表皮內形成微小、界限清楚的空泡，而平面皮秒激光未引發皮膚空泡變化。正是這些微小且界限清楚的表皮損傷及延時熱效應促進了真皮新膠原、彈性蛋白及黏蛋白的生成［6］。

已有研究證實，DLA 755 nm皮秒激光術后區有新生的、增加的真皮膠原、彈力纖維和黏蛋白沉積［7］。可能原因是激光術后快速形成的LIOB能有效地將吸收的光能轉換為壓力波，從而將輻射蔓延至真皮。轉換產生的壓力波可能會瞬時改變細胞膜的通透性，引發細胞信號及細胞因子的級聯反應，從而促進真皮發生重塑改變［8］。也有可能是熱損傷能促進角質形成細胞分泌一些作用于真皮細胞的生長因子、趨化因子、細胞因子等，通過配體?受體結合，促進真皮發生改變［9］。

二、皮膚科臨床應用

1.痤瘡瘢痕：中重度痤瘡患者常出現因皮脂腺缺損、膠原丟失、垂直的纖維束收縮向下牽拉皮膚而形成的凹陷性萎縮性瘢痕，發生損容性病變。2015年Brauer等［7］采用DLA755 nm皮秒激光治療17例凹陷性萎縮性痤瘡瘢痕患者，皮膚類型為FitzpatricⅠ～Ⅳ，治療參數為6 mm光斑，0.71 J/cm，5 Hz，治療間期4～8周，共治療6次，患者平均疼痛指數為2.83級（疼痛指數評級為1～10級），術后有瞬時的紅斑及水腫，可在數小時至2 d內消退。在治療后1個月和3個月進行主觀和客觀評估，全部患者對面部整體及皮膚質地改變均滿意，非激光術實施的3名皮膚科醫生評估激光術前后照片，皮損平均改善25%～50%，三維立體PRIMOS影像系統檢測患者瘢痕容量改善為24%（1個月）及27%（3個月）。治療后3個月皮膚活檢顯示，真皮彈力纖維變長，密度增加；膠原Ⅲ型及黏蛋白增加。該研究結果表明，DLA755 nm皮秒激光可有效安全地治療痤瘡瘢痕。

2.光老化：Wu等［10］采用DLA755 nm皮秒激光治療20例皮膚類型FitzpatrickⅠ～Ⅳ的中重度光老化患者，治療參數為6 mm光斑，071 J/cm，10 Hz，2～4次擊打（至少3 500個脈沖），術中有中等程度刺痛感、燥熱感，術后有短暫紅斑，1例出現蕁麻疹。共治療4次，每次間隔3周。治療結束1個月后，患者的色斑、皮膚質地、角質化及皺紋均顯著改善（P＜0.05）；治療結束3個月后除皺紋外其余療效仍顯著改善。術后1個月及3個月，紅斑改善均不明顯。該研究提示，DLA755 nm皮秒激光可祛除色斑，改善皮膚質地及皺紋，但對于血管作用甚微。Khetarpal等［11］采用DLA755 nm皮秒激光治療20例光老化患者，治療參數與Wu等［10］相似，術后不良反應為輕度腫脹、短暫潮紅及疼痛，患者及單盲評估醫生治療結束后1個月分別給出93%及77%的治療滿意度評分，治療結束3個月為81%及69%。Ge等［12］采用DLA755 nm皮秒激光治療10例中重度光老化患者，共治療4次，每次間隔2周，治療2個月后，患者光老化指數由2.67降至1.22（P＜0.05），皺紋及色素均顯著改善，6例患者鼻唇溝變淺。2015年Weiss等［13］用單盲回顧性隊列研究方法觀察DLA755 nm皮秒激光治療口周及眼周皺紋的療效，40例平均年齡58歲、皮膚類型FitzpatrickⅠ～Ⅳ的女性入組，采用DLA755 nm皮秒激光全面部擊打，治療參數為6 mm光斑，071 J/cm，10 Hz，全面部掃描4次（約5 000個脈沖），術后有短暫潮紅。共治療4次，每次間隔1個月，治療結束6個月后，患者Fitzpatrick皺紋評分均值由5.48下降至3.47（P＜0.05；分值越小提示皺紋越少）；非激光術實施的皮膚科醫生單盲評估激光術前后照片，82%患者皺紋得到改善；94.7%的患者對皺紋改善滿意；6例患者進行了皮膚組織病理分析：術后1個月表皮內小空泡存在，真皮層膠原纖維容積和密度增加，出現細小的新生彈性纖維，輕度血管周圍炎性細胞浸潤，基質蛋白增多并均勻分布真皮全層；術后3個月真皮層膠原纖維呈繼續增多趨勢，彈性纖維增厚增密，炎性浸潤消失；術后6個月可見真皮全層膠原纖維和彈性纖維增多。這些研究提示，DLA755 nm皮秒激光可有效、安全地促進皮膚色斑消退，改善皮膚質地，減輕皺紋，是治療皮膚光老化的新手段。

3.深膚色人群皮膚疾病：DLA755 nm皮秒激光具有低能量背景區環繞高能量區的能量輸送模式，表皮及真皮損傷較小，色素沉著發生率低，可用于治療深膚色患者的色素疾病。Brauer等［7］在應用DLA755 nm皮秒激光有效治療1例深膚色患者痤瘡瘢痕的同時，也祛除了患者的Ota痣及黃褐斑皮損，無術后色素沉著發生。Adele等［5］應用DLA755 nm皮秒激光治療56例皮膚類型為FitzpatrickⅣ～Ⅵ患者，包括31例痤瘡、1例萎縮性瘢痕、2例肥大性瘢痕、16例妊娠紋、4例色素不均、1例咖啡斑、1例Ota痣，術后有暫時的紅斑、水腫、結痂，2周內消退；另有3例訴有色素增加，但在3個月內自然消退。皮秒激光還可用于治療文身，但對于深色皮膚仍有發生色素減退的可能［14］，應用DLA皮秒激光有可能降低該風險的發生。

四、總結

DLA755 nm皮秒激光治療痤瘡瘢痕及皺紋療效顯著，不良反應少。因其具有低能量背景區環繞高能量區的能量輸送模式，表皮及真皮損傷較小，可用于深膚色人群皮膚疾病的治療。

［1］Shah SD,Aurangabadkar SJ.Newer trends in laser tattoo removal［J］.J Cutan Aesthet Surg,2015,8（1）:25?29.doi:10.4103/0974?2077.155070.

［2］Ho SG,Goh CL.Laser tattoo removal:a clinical update［J］.J Cutan Aesthet Surg,2015,8（1）:9 ?15.doi:10.4103/0974?2077.155066.

［3］Chesnut C,Diehl J,Lask G.Treatment of nevus of ota with a picosecond 755?nm alexandrite laser［J］.Dermatol Surg,2015,41（4）:508?510.doi:10.1097/DSS.0000000000000326.

［4］Tanghetti EA.The histology of skin treated with a picosecond alexandrite laser and a fractional lens array［J］.Lasers Surg Med,2016,48（7）:646?652.doi:10.1002/lsm.22540.

［5］Haimovic A,Brauer JA,Cindy Bae YS,et al.Safety of a picosecond laser with diffractive lens array（DLA）in the treatment of Fitzpatrick skin types IV to VI:a retrospective review［J］.J Am Acad Dermatol,2016,74（5）:931?936.doi:10.1016/j.jaad.2015.12.010.

［6］Tanghetti EA,Tartar DM.Comparison of the cutaneous thermal signatures over twenty?four hours with a picosecond alexandrite laser using a flat or fractional optic［J］.J Drugs Dermatol,2016,15（11）:1347?1352.

［7］Brauer JA,Kazlouskaya V,Alabdulrazzaq H,et al.Use of a picosecond pulse duration laser with specialized optic for treat?ment of facial acnescarring［J］.JAMA Dermatol,2015,151（3）:278?284.doi:10.1001/jamadermatol.2014.3045.

［8］McDaniel D.Gene expression analysis in cultured humanskin fibroblasts following exposure to a picosecond pulsed alexandrite laser and specially designed focus optic［J］.Lasers Surg Med,2015,47（S26）:22.

［9］Werner S,Krieg T,Smola H.Keratinocyte?fibroblast interactions in wound healing［J］.J Invest Dermatol,2007,127（5）:998?1008.doi:10.1038/sj.jid.5700786.

［10］Wu DC,Fletcher L,Guiha I.Evaluation of the safety and efficacy of the picosecond alexandrite laser with specialized lensarray for treatment of the photoaging décolletage［J］.Lasers Surg Med,2016,48（2）:188?192.doi:10.1002/lsm.22427.

［11］Khetarpal S,Desai S,Kruter L,et al.Picosecond laser with specialized optic for facial rejuvenation using a compressed treatment interval［J］.Lasers Surg Med,2016,48（8）:723 ?726.doi:10.1002/lsm.22551.

［12］Ge Y,Guo L,Wu Q,et al.A prospective split?face study of the picosecond alexandrite laser with specialized lens array for facial photoaging in Chinese［J］.J Drugs Dermatol,2016,15（11）:1390?1396.

［13］Weiss RA,McDaniel DH,Weiss MA,et al.Safety and efficacy of a novel diffractive lens array using a picosecond 755 nm alexandrite laser for treatment of wrinkles［J］.Lasers Surg Med,2017,49（1）:40?44.doi:10.1002/lsm.22577.

［14］Torbeck R,Bankowski Rw,Henize S,et al.Lasers in tattoo and pigmentation control:role of the PicoSure?laser system［J］.Med Devices（Auckl）,2016,2（9）:63?67.doi:10.2147/MDER.S77993.