Mechanizmy i kliniczne zastosowania IPL Lumecca w terapii zmian skórnych
dr n.med. i n. o zdr. Wiktoria Odrzywołek
Katedra i Zakład Podstawowych Nauk Biomedycznych, Wydział Nauk Farmaceutycznych w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
W ostatnich dziesięcioleciach światło stało się kluczowym elementem nowoczesnej dermatologii, wyznaczając nowe kierunki w terapii schorzeń skóry. Wykorzystanie szerokiego zakresu spektralnego – od promieniowania ultrafioletowego po bliską podczerwień – pozwala oddziaływać na przebarwienia i zmiany naczyniowe, a także działać odmładzająco na skórę.
Kluczowym czynnikiem decydującym o wybiórczym niszczeniu struktur za pomocą światła jest jego zdolność do interakcji z tkanką w sposób prowadzący do osiągnięcia pożądanego efektu terapeutycznego. Mechanizm ten określany jest mianem selektywnej fototermolizy i polega na precyzyjnym ogrzewaniu wybranych struktur docelowych w tkance, co jest możliwe dzięki:
- odpowiedniej długości fali, aby światło mogło skutecznie dotrzeć do wybranych chromoforów i być przez nie preferencyjnie absorbowane.
- odpowiedniemu czasu trwania impulsu –aby leczenie było skuteczne i aby uniknąć interakcji z otaczającymi tkankami, czas trwania impulsu powinien być krótszy niż TRT (czas relaksacji termicznej) struktury docelowej, czyli okresowi, w którym cel zdążyłby się schłodzić do 50% temperatury początkowej. Jeśli cel zostanie ponownie ogrzany przed upływem czasu TRT po dostarczeniu ostatniego impulsu światła, otaczająca tkanka może ulec uszkodzeniu.
- ilości dostarczonej energii, która musi być wystarczająca, aby doprowadzić do selektywnego uszkodzenia struktur docelowych, nie naruszając przy tym otaczających tkanek.
Za większość efektów wywoływanych w tkankach przez światło odpowiada proces absorpcji przez chromofory. Skóra zawiera różnorodne pigmenty i mikroskopijne struktury, z których każda charakteryzuje się odmiennym spektrum absorpcji. Najczęstsze chromofory wykorzystywane w laseroterapii to woda stanowiąca 70% tkanki, hemoglobina obecna we krwi, melanina zawarta głównie w naskórku i włosach, lipidy oraz białka (głównie kolagen).
Jedną z technologii opierającej swoje działanie na zjawisku selektywnej fototermolizy, w której energia świetlna zostaje pochłaniana przez określone chromofory jest Intense Pulsed Light (IPL). Systemy IPL to źródła światła o wysokiej intensywności, które emitują polichromatyczne, niespójne światło. W odróżnieniu od laserów, lampy błyskowe w tych urządzeniach pracują w szerokim zakresie długości fal np. od 515 nm do 1200 nm. Dolna granica zależy od rodzaju zastosowanego filtra odcinającego, a górna jest spowodowana odcięciem przez wodę, która chłodzi głowice. Między 400 nm a 800 nm absorpcja wody jest niewielka. Przy 970 nm występuje pik absorpcji wody, co sprawia, że ta absorbuje światło (Ryc. 1). Za górną granice przyjmuje się najczęściej 1200 nm, ponieważ światło powyżej tej wartości ma mniej niż 1-2% energii. Dzięki szerokiemu spektrum, obejmującemu światło widzialne i bliską podczerwień, technologia IPL pozwala na skuteczne usuwanie zarówno zmian naczyniowych, jak i pigmentacyjnych oraz na zabiegi fotoodmładzania skóry. Obecnie IPL jest nieocenionym narzędziem w dermatologii ze względu na swoją wszechstronność.
Lumecca (InMode Ltd., Yokneam, Israel) to system IPL , który pracuje w szerokim zakresie długości fal od 515 do 1200 nm, natomiast w przedziale 515–600 nm (gdzie absorpcja melaniny i hemoglobiny jest największa) emituje 45% światła. Dzięki temu można stosować mniejsze energie impulsu (10 – 16J/cm2), aby skutecznie usunąć zmiany przebarwieniowe i naczyniowe. Urządzenie wyróżnia się także wysoką mocą szczytową 3 kW/cm2, dużą powierzchnią plamki (10×30 mm) oraz możliwością pracy czasem trwania impulsu już od 1,7 ms.
Moc przekłada się na szybkość dostarczania energii. Urządzenia o wysokiej mocy są w stanie dostarczyć taką samą energię za pomocą krótszego impulsu, niż urządzenie o mniejszej mocy. Rozmiar plamki wpływa na głębokość penetracji światła, przy małych plamkach część fotonów rozprasza się poza wiązką, co może sprawić, że leczenie będzie mniej skuteczne.
W systemie Inmode dostępne są dwa typy głowic – jedna o długości fal 515- 1200 nm, rekomendowana do usuwania zmian pigmentacyjnych i naczyniowych u pacjentów z fototypem skóry I-II według skali Fitzpatricka, oraz druga o długości fal od 580 do 1200 nm, przeznaczona do pracy z fototypami III-IV. Zastosowanie filtrów można indywidualnie dostosować do rodzaju zmian i typu skóry.
Usuwanie przebarwień
Zmiany pigmentacyjne możemy podzielić na naskórkowe, skórne i mieszane (naskórkowo-skórne). Przebarwienia naskórka najczęściej wynikają z nadmiernej koncentracji melaniny lub zwiększonej liczby melanocytów w naskórku. W przypadku przebarwień skórnych melanina jest zlokalizowana w melanofagach znajdujących się w warstwie brodawkowatej skóry właściwej. Przebarwienia naskórkowe, ze względu na swoje płytkie umiejscowienie są łatwiejsze do usunięcia niż przebarwienia skórne.
Średnice melanosomów mają około 0,5–1,0 µm, a melanocytów 7 µm i odpowiadają czasowi relaksacji termicznej wynoszącemu 20–1000 ns. Dlatego aby zniszczyć pojedyncze melanosomy, optymalny czas trwania impulsu powinien być nano- lub pikosekundowy. W przypadku usuwania zmian pigmentowych rozpatrujemy zwykle TRT dla naskórka z melanocytami i keratynocytami, który w zależności od jego grubości, wynosi 3-10 ms. Urządzenia o milisekundowych czasach trwania impulsu, takie jak IPL są bardzo efektywne w redukcji zmian pigmentowych. W przypadku usuwania przebarwień urządzeniem IPL pomocne jest stosowanie kompresji za pomocą głowicy, co powoduje zmniejszenie ilości krwi w obszarze zabiegowym przez opróżnienie naczyń, przez co melanina jest preferencyjnie podgrzewana.
Zastosowanie długości fali krótszej niż 800 nm zazwyczaj prowadzi do podgrzewania melaniny. Największe pochłanianie światła przez melaninę zachodzi w spektrum UV i zmniejsza się w kierunku spektrum światła widzialnego i podczerwonego, dlatego fale o krótszych długościach wywołują intensywne nagrzewanie powierzchni skóry, podczas gdy dłuższe w większym stopniu przenikają przez naskórek (Ryc. 1).
Zmiany zlokalizowane płytko zwykle reagują na niskie energie. Wyższą fluencję można stosować, jeśli cel znajduje się głęboko w skórze. Zastosowanie chłodzenia pomagają w dostarczaniu wyższych fluencji, chroniąc jednocześnie naskórek przed uszkodzeniem.
Melanina znajdująca się w naskórku pełni funkcję naturalnej bariery ochronnej, absorbując energię świetlną. U pacjentów o ciemnej karnacji, poziom absorpcji wzrasta, co zwiększa ryzyko nadmiernego nagrzewania tkanek. Może to prowadzić do niepożądanych reakcji, takich jak oparzenie, hipopigmentacje lub hiperpigmentacje, dlatego wybór dłuższych długości fal, które wnikają głębiej i oszczędzają naskórek, jest korzystny dla pacjentów o ciemniejszej skórze.
Usuwanie zmian teleangiektazji i rumienia
Mechanizm zamykania naczyń krwionośnych za pomocą IPL polega na ich koagulacji w wyniku pochłaniania promieniowania przez hemoglobinę. Dominujący pik oksyhemoglobiny (HbO₂) znajduje się w niebieskim obszarze widma 415 nm. Kolejne, mniejsze piki przypadają na 540 nm i 577 nm. Jeszcze mniejszy pik znajduje się przy 940 nm. W przypadku deoksyhemoglobiny (deoxyHb) maksima absorpcji przypadają na 430 nm i 555 nm (Ryc. 1). W zakresie niebieskim, absorpcja jest na tyle silna, że promieniowanie jest pochłaniane w warstwach powierzchniowych i nie dociera do naczyń krwionośnych. IPL służą do zamykania małych, powierzchownych naczyń krwionośnych, zlokalizowanych głównie w obrębie twarzy, szyi i dekoltu. Naczynia na nogach są położone głęboko, co sprawia, że są możliwe do usunięcia za pomocą dłuższych fal.
Dobór czasu trwania impulsu jest uzależniony od średnicy naczyń. Zbyt krótkie impulsy mogą nie przynieść oczekiwanych rezultatów, a zbyt długie impulsy mogą doprowadzić do poparzeń. Typowe naczynia w przypadku rumienia charakteryzują się średnicą około 50 μm, i TRT na poziomie 2ms. Teleangiektazje zwykle mają średnicę około 100 μm, a ich TRT wynosi 7 ms (Ryc. 2). Dlatego optymalny czas do usuwania zmian naczyniowych zlokalizowanych w obrębie twarzy wynosi kilka milisekund, które są możliwe do osiągnięcia w systemie Lumecca ze względu na jej dużą gęstość mocy.
Trądzik różowaty
Trądzik różowaty to schorzenie charakteryzujące się nawracającym rumieniem zlokalizowanym głównie w centralnej części twarzy, któremu często towarzyszą teleangiektazje, grudki zapalne oraz krosty. Kluczową rolę w patogenezie tych zmian odgrywają zaburzenia naczyniowe. Terapia ukierunkowana na leczenie naczyń krwionośnych prowadzi do redukcji stanu zapalnego i może spowolnić rozwój choroby. Dodatkowo, w rozwój trądziku różowatego może być zaangażowany Demodex folliculorum. Mechanizm działania IPL na roztocza Demodex opiera się głównie na selektywnym pochłanianiu energii świetlnej przez chromofory znajdujące się w cytoszkielecie tych pasożytów, co prowadzi do ich koagulacji i ostatecznej śmierci. Kluczowym elementem skuteczności IPL jest generowanie wysokich temperatur na skutek absorpcji w tych chromoforach. Wykazano, że optymalne warunki dla rozwoju roztoczy mieszczą się w zakresie 16–20°C, natomiast temperatury powyżej 37°C są dla nich szkodliwe. Temperatura śmiertelna, niezbędna do eliminacji Demodex wynosi 54- 58°C.
Fotoodmładzanie/ujędrnianie skóry
Fotoodmładzanie to powszechny zabieg szeroko stosowany w medycynie estetycznej od ponad 20 lat. Mechanizm działania IPL w kontekście odmładzania i napinania skóry opiera się na zjawisku podwyższenia temperatury tkanek, co prowadzi do ogrzania włókien kolagenowych zlokalizowanych w skórze właściwej. Proces ten skutkuje ich obkurczeniem, przyczyniając się do poprawy jędrności skóry. Jednocześnie dochodzi do stymulacji fibroblastów, co prowadzi do zwiększonej syntezy białek macierzy zewnątrzkomórkowej w tym kolagenu. Dodatkowo dochodzi do reorganizacji włókien kolagenowych typu I i III. W efekcie proces ten kompensuje utratę objętości skóry właściwej, poprawia jej elastyczność i prowadzi do redukcji drobnych zmarszczek.
Chociaż IPL ma potwierdzoną skuteczność w poprawie napięcia i jędrności skóry, na rynku istnieją technologie o wyższej efektywności w tym zakresie. Do takich metod zalicza się m.in. nieablacyjne lasery frakcyjne oraz urządzenia wykorzystujące prąd o częstotliwości radiofrekwencji (RF), które dzięki głębszej penetracji i intensywniejszej stymulacji termicznej skóry właściwej pozwalają na uzyskanie bardziej spektakularnych efektów w zakresie poprawy elastyczności, redukcji zmarszczek i remodelingu kolagenu.
