激光治疗现在在医学的各个领域都很普遍,包括皮肤科,它通常被用来消除疤痕,皱纹和雀斑。然而,这项技术有一个主要的缺点:尽管不断改进,与激光治疗有关的医疗事故一直在增加,研究表明,过高的激光能量是这类事故的主要原因。


日本芝浦工业大学(SIT)的助理教授高野隆宏教授,其研究重点是激光与生物组织相互作用中涉及的热传递机制,他解释说,困难在于根据每个患者的肤色调整激光条件。 根据Kono博士的说法,有必要考虑到散布在整个皮肤组织中的黑色素体(使我们的皮肤着色的吸光颜料)的作用,而不是简单地将皮肤视为整体吸热剂。在有色素的皮肤中,激光被黑素体离散吸收,而黑素体随后成为点热源。这可以解释治疗失败与色素沉着之间的联系。


这些知识,河野博士和他的同事最近在国际杂志发表的一项研究中,将点热源辐射传热模型(建模点缀的黑素体)和数值研究了当地气温的上升对不同程度的色素沉着。

研究人员提出新的方法来了解激光加热时皮肤温度升高机制 增加安全性

在他们的研究中,Kono博士和他的团队考虑了一个由两层组成的简化皮肤模型,一个“色素层”包含许多黑素体,一个“正常层”包含一些没有色素沉着的黑素体(见图)。他们假设黑素体吸收的热量通过传导扩散到周围组织,并根据黑素体的数量密度确定色素层的辐射特性,利用它来计算每个黑素体在辐照过程中吸收的能量。


研究小组发现,正如预期的那样,吸收的激光能量的分布和皮肤组织的温升确实受到色素沉着程度的影响。具体来说,黑素体体积分数(黑素体体积与整个皮肤层体积之比)的增加,导致色素沉着层每个黑素体吸收能量的分布显著减少,但在正常层仅略有减少。研究小组将此归因于高体积分数下黑素体数量密度的增加,这反过来导致了每个黑素体吸收能量的减少。

研究人员提出新的方法来了解激光加热时皮肤温度升高机制 增加安全性

此外,对于高体积分数,黑素体之间的分离较小,这不能允许皮肤组织内部充分散热,因此,导致黑素体之间的温度逐渐升高。此外,研究小组发现,比色素沉着层更深的皮肤层比色素沉着层的温度更高。因此,研究小组得出结论,较高程度的色素沉着(深色皮肤)更容易受到激光照射的损伤。


虽然这些发现提供了一些有趣的见解,但科诺博士对他的乐观态度持谨慎态度。我相信我们的工作对于模拟皮肤组织的激光治疗是必要的,从而提高手术的安全性。然而,作为下一步,有必要验证我们的模型与皮肤组织内部的实际激光加热现象是一致的,他补充说。


尽管如此,科诺博士的研究是朝着建立更好的激光治疗指南迈出的一大步,这可能会带来更好的灵活性和定制化,最重要的是,安全性。


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