Клиника ЛИНЛАЙН на Беговой
125284, г. Москва, ул. Беговая, д. 24
Клиника ЛИНЛАЙН на Ленинградском шоссе
125212, г.Москва, Ленинградское шоссе, д. 26, кор. 1
Клиника ЛИНЛАЙН на Садовой-Спасской
107078, г. Москва, ул. Садовая-Спасская, 19/1, пом. 2
ЛИНЛАЙН-V.I.F. клиника и салон красоты на Университетском пр.
119333, г.Москва, Университетский проспект, 4
Клиника ЛИНЛАЙН на Удальцова
119454, Москва, ул. Удальцова, д. 85, корпус 2
Клиника ЛИНЛАЙН на Новом Арбате
121069, Москва, пер. Трубниковский, д. 30, стр. 1

Запатентовано: новый режим лазерной эпиляции

Процедура удаления нежелательных волос на лице и теле является на сегодняшний день одной из самых актуальных задач современной косметологии. Этот вид косметологических услуг явно лидирует по количеству пациентов и, в связи с этим, рынок изобилует различными средствами и аппаратами для удаления волос.

Среди аппаратных средств, предлагаемых сегодня для эпиляции, особое место занимают лазерные эпиляторы, в основе действия которых лежит воздействие электромагнитного излучения на биоткань.

Поскольку вопрос имеет значительную коммерческую ценность, производители медицинских лазерных систем обычно не раскрывают всех "тонкостей" применяемых ими решений. Вопреки этой традиции, основная цель данной публикации – придание гласности результатов исследований, проведенных сетью клиник "ЛИНЛАЙН". Это стало возможным благодаря тому, что применяемый ею новый режим эпиляции успешно прошел патентование в большинстве стран мира и теперь может быть открыто опубликован.

Основным достоинством методов лазерной эпиляции является возможность окончательного удаления нежелательных волос. Однако, как показывает практика, добиться 100% результата удается далеко не всегда. Чаще волосы замедляют свой рост, их становится меньше, но полного удаления не происходит. Чтобы понять причину происходящего и найти пути решения данной проблемы необходимо обратиться к механизмам, обусловливающим уничтожение волоса под действием лазерного излучения.

В основе всех методов лазерной эпиляции лежит эффект поглощения энергии электромагнитных волн структурами волоса. В зависимости от параметров используемого излучения поглощенная энергия либо преобразуется в тепловую, приводя к коагуляции волоса, либо вызывает в облучаемых тканях генерацию акустических волн, которые производят механическое разрушение структуры волоса.

Эффективность лазерной эпиляции обусловлена следующими явлениями:

  • оптическая селективность
  • термическая селективность
  • нелинейная селективность

Термин "селективность" является одним из фундаментальных понятий лазерной медицины. Селективные (от английского "selective" - избирательный) методы лазерного воздействия обеспечивают высокую эффективность лечения различных заболеваний с минимальным риском травмирования прилегающих тканей.

Оптическая селективность при лазерной эпиляции

Оптической мишенью в процессе лазерной эпиляции является меланин, содержащийся в волосе. Этот выбор обусловлен спектром поглощения меланина. Для эффективной эпиляции необходимо, чтобы лазерное излучение без значительных потерь проникло вглубь кожи до уровня залегания волосяной луковицы. Этого можно добиться используя излучение с длиной волны, лежащей в так называемом ""окне прозрачности кожи", то есть в области от 0.6 до 1.2 мкм. Именно в этом участке спектра излучение не встречает никаких эффективных поглощающих центров за исключением меланина.

Оптическая селективность при лазерной эпиляции

Таким образом, глубина проникновения излучения в кожу ограничивается только степенью пигментации кожи и естественным рассеянием, а эффективность эпиляции определяется коэффициентом поглощения излучения меланином. Как видно из рисунка, коэффициент поглощения меланина уменьшается с увеличением длины волны излучения, поэтому первые лазерные эпиляторы создавались на основе рубиновых лазеров (длина волны излучения – 694нм). Эти лазеры позволяют эффективно эпилировать темные волосы с использованием минимальных энергий импульсов. Однако необходимо учитывать, что меланин, расположенный в коже, также обладает  высоким коэффициентом поглощения данного излучения, поэтому часть энергии лазерного пучка поглощается в верхних слоях кожи, "экранируя" глубоко залегающие волосы. При достаточно высокой концентрации меланина в коже это приводит не только к снижению эффекта эпиляции, но может вызвать серьезное термическое воздействие, приводящее к изменению пигментации кожи.

Кроме того, поскольку эффективность разрушения волоса зависит от концентрации в нем меланина, результат эпиляции светлых волос будет заметно хуже, чем в случае с темными волосами. Чем светлее волос, тем большая энергия импульса требуется для его разрушения и, соответственно, большее воздействие оказывается на пигментацию кожи.

Использование более длинноволновых лазеров (александрит – 750нм, диодные лазеры – 700-1000нм, неодимовые 1064 нм) позволяет несколько снизить степень воздействия на пигмент кожи, а снижение коэффициента поглощения меланиносодержащих структур волоса компенсируется увеличением энергии лазерных импульсов. Однако при этом неизбежно возникает перегрев глубоких слоев кожи, что может вызвать их коагуляцию.

Для снижения риска перегрева кожи, при сохранении высокой степени эффективности эпиляции, необходимо  согласовать скорость оттока  и притока тепла в мягкие ткани и волос.

Иначе говоря, необходимо учитывать не только оптическую, но и термическую селективность лазерного воздействия.

Термическая селективность при лазерной эпиляции

Величина, характеризующая способность объекта отдавать излишки тепла, принято называть временем термической релаксации (ВТР). Эта величина не постоянна для различных биотканей и зависит от множества факторов, таких как размеры объекта, его теплопроводность, площадь соприкосновения с окружающими тканями, температура окружающих тканей и т.д. Но для качественной оценки процессов теплообмена можно использовать приблизительные (усредненные) значения этих величин.

Так, если ВТР клеток дермы составляет сотни микросекунд, а ВТР волоса единицы миллисекунд, то при использовании лазерных импульсов с длительностями в единицы миллисекунд, степень воздействия на волос и кожу будут сильно отличаться даже при одинаковой концентрации меланина в них. Так, если воздействие осуществляется за время большее, чем ВТР объекта, аккумуляции тепла не происходит, так как облучаемый объект начинает охлаждаться за счет передачи тепла окружающим тканям.

В результате, при использовании миллисекундных импульсов, кожа, за счет много меньшего ВТР будет успевать охлаждаться, в то время как волос будет накапливать тепло, вплоть до коагуляции. Именно на этом принципе и основана работа всех длинноимпульсных эпиляторов, как лазерных, так и фото, то есть использующих вместо лазера широкополосную импульсную лампу. В случае хорошего контраста между цветом волоса и кожи данный метод показывает хорошие результаты.

Однако, в случае эпиляции более светлых волос эффективность метода сильно падает. Дело в том, что из-за недостаточно высокого коэффициента поглощения меланином излучения из спектрального диапазона "окна прозрачности" или не хватает энергии для полной коагуляции волоса, или происходит перегрев кожи. Поэтому в современных эпиляторах используются длительности в десятки миллисекунд, что значительно снижает нагрузку на кожу, так как за ВТР кожи она получает меньшую энергию. Однако, при превышении нескольких миллисекунд, волос также начинает отдавать излишки тепла в мягкие ткани. То есть максимальная эффективность преобразования лазерной энергии в тепловую по прежнему происходит только за время термической релаксации волоса. Тем не менее, практические результаты показывают неоспоримое преимущество эпиляторов с длительностью импульсов в десятки миллисекунд перед эпиляторами с длительностями импульсов в единицы миллисекунд. Дело в том, что, как отмечалось выше, ВТР не является величиной постоянной. Оно зависит от температуры окружающих тканей и если кожа вокруг волоса разогрета до его же температуры, то отток тепла становится невозможен.

Таким образом, динамику процесса эпиляции волоса длинными импульсами можно разделить на три этапа:

  1. Первый – меланин, содержащийся в волосе, поглощает энергию лазерного импульса, и, так как его ВТР составляет около 1мкс, преобразует эту энергию в тепло и передает окружающим тканям.
  2. Второй - в течение нескольких миллисекунд процесс повышения температуры превалирует над процессами оттока тепла и волос разогревается.
  3. Третий - волос продолжает получать тепловую энергию, но также начинает эффективно охлаждаться, передавая избытки тепла в окружающие ткани. Этот процесс длится десятки миллисекунд, что неизбежно приводит к перегреву мягких тканей, непосредственно прилегающих к волосу, в результате чего скорость оттока тепла от волоса замедляется, что и приводит к его коагуляции.

Таким образом, увеличение длительности импульса приводит к увеличению эффективности эпиляции. В то же время кожа испытывает воздействие в течение десятков миллисекунд и ее ВТР меняется в сторону увеличения. Это относится не только к участкам, непосредственно примыкающим к волосу, но и ко всему объему кожи, подвергшемуся лазерному воздействию. В результате такого перегрева может произойти изменение пигментации кожи или даже ее коагуляция.

Снизить термическое воздействие на кожу можно только в том случае, если удастся увеличить коэффициент поглощения излучения меланином, расположенным в волосе. При этом коэффициент поглощения меланина, расположенного в коже, увеличиться не должен.

В чистом виде, разумеется, реализовать такие условия невозможно. Однако существуют такие режимы генерации лазерного излучения, при которых эффективное воздействие оказывается только на меланин, расположенный в волосе. Кожа, конечно, также поглощает излучение, однако, никаких последствий это не имеет.

Для реализации таких условий необходимо обратиться к процессам, описываемым нелинейной оптикой.

Нелинейная селективность при лазерной эпиляции

Взаимодействие наносекундных импульсов и вещества происходит по законам нелинейной оптики. При попадании таких импульсов на вещество, при достижении определенного порога энергии, начинается процесс многофотонного поглощения. В результате одновременно поглощается несколько фотонов, что приводит к ионизации атома. Электрон, поглотивший энергию, достаточную для отрыва от атома, продолжает поглощать фотоны, что приводит к увеличению его кинетической энергии. При взаимодействии такого электрона с нейтральными атомами происходит ионизация последних за счет выбивания электронов из их электронных оболочек. Таким образом, порождается лавина электронов, которые ионизируют атомы на всем пути своего движения. Полученные участки плазмы живут только во время действия лазерного излучения, однако последствия  воздействия проявляются и после этого. Происходит генерация мощной акустической волны, которая, распространяясь от поглощающего центра, механически разрушает биологические ткани.

Как отмечалось выше, для начала описанного процесса необходимо создать определенные энергетические условия, различные для различных веществ. То есть, при одинаковой плотности энергии импульсов, они могут вызвать образование акустических волн в одном веществе и совершенно не затронуть другие. Иными словами, для каждого вещества существует определенный порог плотности энергии лазерного излучения, при котором начинаются интенсивные многофотонные процессы. Именно это и можно назвать нелинейной селективностью.

Порог начала нелинейных процессов зависит от спектров поглощения вещества в линейном режиме, то есть чем выше коэффициент поглощения веществом излучения какой-то длинны волны, тем быстрее для него будет достигнут порог начала нелинейных процессов.

Именно этим и обусловлена возможность использования нелинейного поглощения для лазерной эпиляции. Как указывалось выше, в "окне прозрачности кожи" меланин обладает максимальным коэффициентом поглощения, что позволяет создать такие условия, когда только он начнет поглощать лазерное излучение, вызывая механическое разрушение волоса. При этом коэффициент поглощения сильно увеличивается, и практически вся поглощенная энергия идет на разрушение волоса.

Данный метод эпиляции обладает значительно более высокой степенью селективности по сравнению с длинноимпульсным, так как позволяет добиться значительно большей разницы в коэффициентах поглощения излучения для меланина и других составляющих кожи. При незначительном превышении над порогом нелинейных процессов воздействию подвергается исключительно меланин, расположенный в волосе, то есть воздействия на пигментацию не происходит. Дело в том, что излучение, поглощаясь одинаково как меланином волоса, так и меланином кожи, вызывает совершенно различные последствия. Акустической волне, распространяющейся в твердом теле, намного проще вызвать разрушение межмолекулярных связей, чем в вязкой среде. Кроме того, длинна пробега волны также непосредственно зависит от среды распространения. Таким образом, если плотность энергии лазерных импульсов не достигает порога начала нелинейных процессов в коже или мощности акустической волны недостаточно для механического разрушения клеток кожи, то мы получаем метод эпиляции волос максимально возможной степени селективности.

К сожалению, используемые для эпиляции лазерные системы, работающие в режиме генерации наносекундных импульсов, не позволяют получать большие значения энергий импульсов, что не дает возможности реализовать метод короткоимпульсной эпиляции. Дело в том, что как отмечалось выше, для начала процессов нелинейного поглощения должен быть достигнут какой-то порог плотности энергии. Данный порог может быть достигнут двумя путями: либо увеличением энергии импульса, либо уменьшением диаметра пятна лазерного излучения. В классических короткоимпульсных эпиляторах порог достигается именно за счет уменьшения размера пятна. В результате чего, эффективная эпиляция замещается глубоким бритьем.

Причина этого заключается в том, что кожа является сильно рассеивающей средой. То есть, несмотря на отсутствие поглощающих центров, плотность энергии излучения на поверхности и на одном миллиметре в глубине кожи очень сильно различается. А для того, чтобы на глубине 3 – 6 мм (глубина залегания луковицы) были созданы условия начала нелинейных процессов необходимо, чтобы на поверхности кожи плотность энергии была намного больше. При этом, так как вклад в плотность энергии на глубине дает каждая точка поверхности, то добиться необходимой её величины на луковице тем проще, чем больше размер пятна на поверхности (рис. 2). В случае же использования небольших размеров пятна (1-2 мм) разрушению подвергаются только поверхностные части волоса. При увеличении энергии излучения, при сохранении того же размера пятна достигается порог начала нелинейных процессов в коже, что с одной стороны приводит к механическому травмированию кожи, а с другой к экранированию луковицы.

В результате, короткоимпульсный метод лазерной эпиляции, являясь более щадящим и позволяющим эпилировать пациентов с любым типом кожи, не нашел широкого применения, так как показал значительно худшие результаты, чем длинноимпульсный.

Таким образом, можно классифицировать преимущества и недостатки методов эпиляции следующим образом:

 

Длинноимпульсный

Короткоимпульсный

Достоинства

 

Большая глубина проникновения, возможность окончательной эпиляции волос, при большом контрасте цвета волоса и кожи.

Возможность эпиляции волос на коже любого цвета. Отсутствие термического повреждения кожи.

Недостатки

Низкая эффективность эпиляции светлых волос, высокая вероятность термического повреждения мягких тканей.

Невозможность окончательной эпиляции, высокая вероятность механического травмирования кожи.

Исходя из вышесказанного очевидно, что для получения универсального метода эпиляции желательно совместить достоинства длинно- и короткоимпульсного методов, избавившись при этом от их недостатков.

Рассмотрим возможный путь реализации этого синтеза.

Пусть излучение подается в виде последовательности (пакета) наносекундных лазерных импульсов. При этом общая длительность пакета не превышает ВТР волоса, а плотности энергии отдельных импульсов из пакета достаточно для начала многофотонных процессов.

Динамика процесса взаимодействия подобного излучения и волоса будет выглядеть следующим образом. Первый импульс из пакета, поглощаясь меланином, расположенным в поверхностных слоях волоса, вызывает образование микроскопических областей ионизированного вещества. В результате этого часть энергии лазерного импульса преобразуется в энергию акустической волны, которая механически травмирует структуры волоса. Учитывая небольшое превышение над порогом начала нелинейных процессов, размеры этих разрушений будут невелики. Однако, после непродолжительной паузы, волос поглощает следующий импульс, который проходит дальше и фрагментирует следующий слой. Так, слой за слоем, происходит поэтапное фрагментирование структур волоса. При этом излучение, поглощенное меланином кожи, вызовет образование акустических волн, но из-за их малой энергии и вязкой среды, данные волны не сумеют вызвать травмирование кожи.

Необходимо отметить, что поглощение меланином наносекундного лазерного импульса приводит не только к образованию акустической волны, но и к небольшому увеличению температуры волоса. В случае воздействия одиночным лазерным импульсом на волос этим процессом можно пренебречь, так как в короткоимпульсном методе используются небольшие энергии, что не способно привести к серьезному повышению температуры. В случае же использования пакета импульсов, картина кардинально меняется. В этом случае пренебречь термической составляющей нельзя, так как она начинает играть основную роль в процессе разрушения волоса. Рассмотрим более подробно процессы теплообмена происходящие в этом случае.

Каждый импульс, поглощаясь волосом, увеличивает его температуру. При этом из-за того, что суммарное время воздействия не превышает ВТР волоса, эффективного оттока тепла не происходит, в результате чего температура волоса способна подняться до температуры коагуляции.

В то же время, меланин расположенный в коже, тоже поглощает лазерное излучение и преобразует его в тепло. Однако из-за много меньшего ВТР мягких тканей (по сравнению с ВТР волоса) аккумуляции тепловой энергии не происходит, так как за время между импульсами тепло успевает эффективно перераспределиться между мягкими тканями. В результате степень термического воздействия на кожу будет несравнимо меньше, чем в случае поглощении длинного лазерного импульса.

Таким образом, новый метод воздействия использует все три вида селективности, так как:

  • меланин быстрее остальных составляющих достигает порога многофотонных процессов, что обеспечивает еще большее увеличение его коэффициента поглощения;
  • суммарное время воздействия не превышает ВТР волоса, что наряду с увеличением эффективности поглощения приводит к накоплению тепла именно в структурах волоса, а за счет временных интервалов между импульсами происходит естественное охлаждение кожи;
  • акустические волны имеют небольшую мощность, что позволяет разрушить исключительно структуры волоса.

В результате использования трех видов селективности, волос испытывает двойное воздействие и для его реализации можно использовать намного меньшие значения энергий лазерных импульсов по сравнению с длинноимпульсным методом, что само по себе уже снижает степень термического воздействия на кожу.

Необходимо отметить, что увеличение селективности метода позволяет варьировать энергию импульсов в больших диапазонах для оптимизации параметров воздействия на волосы любого цвета, без учета степени пигментации кожи.

Новый метод лазерной эпиляции

На сегодняшний день новый метод лазерной эпиляции, основанный на вышеизложенных принципах, запатентован и практически реализован в лазерном многофункциональном комплексе "Мультилайн" (производство LINLINE GmbH).

Это многофункциональный лазерный комплекс. Он применяется для лазерной эпиляции, фотодеструкции красителя татуировок, коагуляции кровеносных сосудов, абляции мягких тканей и др. В базовой комплектации комплекс включает в себя пять сменных независимых лазерных излучателей – неодимовый (YAP:Nd/Q-switched), александритовый (ALEX/Q-switched), эрбиевый (YAG:Er), лазерный скальпель (YAP:Nd/long pulse), "сосудистый лазер" (YAP:Nd/KTP/Q-switched). Для эпиляции применяется неодимовый лазер. Небольшой по размерам лазерный излучатель вынесен за пределы корпуса аппарата и находится непосредственно в руке оператора. Таким образом, отсутствуют системы доставки излучения (световоды и шарнирные манипуляторы). Пучок колимирован и излучение подается в виде пятна 8 мм. Для увеличения плотности мощности (например для эпиляции светлых волос) также используются оптические линзы, уменьшающие размер пятна (до 3 мм).

Режим излучения предполагает генерацию импульсов от единиц до десятков наносекунд. Импульсная мощность – от 6 до 10 Дж. Плотность энергии достигает 250 Дж на кв.см.       Клинические испытания показали, что для данного режима эпиляции цвет кожи пациента и соотношение цвета кожи и волоса не имеет принципиального значения. Поскольку меланин, находящийся в коже, не повреждается (он успевает отдать всю полученную энергию в виде тепла в окружающие ткани), отсутствует риск изменения естественной пигментации кожи пациента. Благодаря этому возможно проводить эпиляцию не только смуглых, но и чернокожих пациентов (негроидный тип кожи). Инсоляция может иметь место как до, так и непосредственно после процедуры эпиляции.

Благодаря высокой селективности воздействия значительно снижены болезненные ощущения для пациента. Отсутствует необходимость применения охлаждающих гелей и иных аналогичных средств, так как сама кожа практически не подвергается нагреву.

Достигнуты хорошие результаты по эпиляции светлых волос. Поскольку содержание меланина в них значительно снижено, в ряде случаев приходилось применять пятно диаметром 4 мм (для увеличения плотности мощности), тогда как для темных волос как правило использовалось пятно 8 мм.

Всего оценок: 3. Cредняя оценка: 5.00 из 5

Начни зарабатывать с Линлайн прямо сейчас!