Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,936

Введение

Лазерное удаление татуировок является одним из наиболее востребованных методов коррекции в косметологической практике [1; 2]. Стандартный протокол лечения предполагает выполнение одного прохода лазером с последующим интервалом в 6–8 недель, что обусловлено необходимостью фагоцитоза фрагментированных частиц пигмента и заживления кожи. В среднем для полного удаления татуировки требуется от 7 до 12 сеансов, что делает процесс длительным и сопряженным со значительными временными затратами для пациента [3]. Основным физическим ограничением для проведения нескольких проходов в рамках одного сеанса является феномен немедленного побеления кожи (так называемый whitening-эффект). Механизм данного явления заключается в том, что при воздействии высокоинтенсивного лазерного импульса на частицы пигмента происходит их сверхбыстрый нагрев с образованием вокруг них микропузырьков водяного пара. Скопление таких пузырьков в дерме придает коже характерный белый оттенок. Образовавшийся слой эффективно рассеивает лазерное излучение, делая последующие импульсы неспособными достичь глубжележащих слоев пигмента [4; 5]. Существующий метод R20, предполагающий 20-минутное ожидание между проходами до спонтанного исчезновения побеления, позволяет проводить до 3–4 проходов за визит, однако существенно увеличивает время процедуры и, по некоторым данным, может повышать риск термического повреждения кожи [6]. Перспективным решением данной проблемы является применение перфтордекалина (ПФД) - прозрачной инертной жидкости, обладающей уникальной способностью растворять газы (в том числе кислород и углекислый газ). При нанесении на зону лазерного воздействия ПФД быстро абсорбирует газ из микропузырьков, что приводит к исчезновению побеления в течение 5–15 секунд. Кроме того, ПФД действует как оптический просветлитель: его показатель преломления (n=1,33) близок к показателю преломления эпидермиса, что снижает рассеивание света на поверхности и улучшает его проникновение в дерму. Также ПФД обладает высокой теплоемкостью, что позволяет ему выполнять функцию теплоотвода, защищая окружающие ткани от перегрева [7; 8]. Ряд предварительных исследований на экспериментальных моделях продемонстрировал, что применение ПФД ускоряет удаление татуировок [9]. Однако большинство работ выполнены на малых выборках либо без адекватной контрольной группы.

Цель настоящего исследования- в контролируемом эксперименте на крысах оценить влияние эмульсии на основе перфтордекалина на безопасность и эффективность удаления экспериментальных татуировок с использованием пикосекундного и Q-переключаемого лазеров.

Материалы и методы исследования

Экспериментальное контролируемое исследование с рандомизацией на три параллельные группы. Эксперимент выполнен на 30 половозрелых крысах-самцах линии Wistar массой 250–300 г. Животные получены из питомника ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий ФМБА» (филиал «Столбовая»). Все манипуляции проводили в соответствии с правилами лабораторной практики (Приказ Минздрава РФ № 199н от 01.04.2016) и принципами Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (Страсбург, 18.03.1986). Протокол исследования одобрен этическим комитетом ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет им. И. Н.Ульянова». Животных содержали в стандартных условиях вивария (температура 22–24 °C, влажность 50–60%, световой цикл 12/12 часов) со свободным доступом к воде и гранулированному корму. После завершения эксперимента (через 3 месяца после последнего лазерного сеанса) животных выводили из эксперимента путем передозировки тиопентала натрия (100 мг/кг массы тела, внутрибрюшинно).

За 4 недели до начала лазерного лечения всем животным под внутрибрюшинным наркозом (тиопентал натрия 40 мг/кг) в область спины (паравертебрально, на уровне грудопоясничного отдела) наносили татуировки стандартизированного размера 1,5×1,5 см. Использовали профессиональный тату-аппарат с одноразовыми иглами и черный пигмент на основе аморфного углерода (Carbon Black, CI 77266). Пигмент вводили внутридермально на глубину 1–1,5 мм. Четырехнедельный интервал до начала лазерного лечения необходим для стабилизации пигмента в дерме, завершения острой воспалительной реакции и эпителизации [10].

Группы и протокол лечения. Методом случайных чисел животные были разделены на 3 группы по 10 особей в каждой:

- группа 1 (Q-ПФД):лечение с использованием Q-переключаемого лазера с предварительным нанесением ПФД-эмульсии;

- группа 2 (Q-контроль):лечение с использованием Q-переключаемого лазера без применения ПФД (контрольная группа);

- группа 3 (Пико-ПФД):лечение с использованием пикосекундного лазера с предварительным нанесением ПФД-эмульсии.

За 10 минут до лазерного воздействия проводили местную анестезию путем инфильтрации области татуировки 0,25%-ным раствором лидокаина (объем 0,3–0,5 мл). В группах 1 и 3 непосредственно перед каждым лазерным импульсом на кожу обильно наносили ПФД-эмульсию с помощью поролонового аппликатора. В группе 2 лазерное воздействие проводили на сухую кожу.

Использовали два типа лазерных установок:

1. Q-переключаемый Nd:YAG-лазер (длина волны 1064 нм, длительность импульса 5–7 нс, частота 2 Гц, размер пятна 4 мм).

2. Пикосекундный Nd:YAG-лазер (длина волны 1064 нм, длительность импульса 450 пс, частота 2 Гц, размер пятна 4 мм).

Начальная плотность энергии (флюенс) составляла 2,0 Дж/см². В каждой последующей процедуре флюенс увеличивали на 0,5–1,0 Дж/см² до появления клинически значимого побеления (в группах 1 и 3 ориентиром служило появление побеления после первого импульса, в группе 2 - порог появления побеления являлся максимальным). Критерием для выполнения второго прохода в рамках одного сеанса в группах 1 и 3 служило полное исчезновение побеления после нанесения ПФД (оценивали визуально через 15секунд). В группе 2 второй проход не выполняли. Интервал между сеансами составлял 4недели. Лечение продолжали до достижения полного визуального исчезновения пигмента, но не более 8 сеансов.

Эффективность оценивали по следующим критериям:

- степень осветления татуировки по 5-балльной шкале: 0 - нет изменений, 1 - осветление <25%, 2 - 25–50%, 3 - 50–75%, 4 - >75%, 5 - полное исчезновение пигмента. Оценку проводили визуально двумя независимыми исследователями перед каждым сеансом и через 4 недели после завершения лечения;

- количество сеансов, потребовавшееся для полного удаления татуировки;

- максимальная достигнутая плотность энергии (Дж/см²) за весь курс лечения;

- возможность выполнения многопроходового сеанса (более одного прохода за визит).

Безопасность оценивали по наличию и выраженности следующих признаков:

- ранние побочные эффекты (через 1 час, 24 часа, 48 часов и 7 дней после сеанса): эритема (0 - отсутствует, 1 - слабая, 2 - умеренная, 3 - выраженная), отек (по аналогичной шкале), наличие пузырей, эрозий, корочек;

- отсроченные побочные эффекты (через 4 недели после каждого сеанса и через 3месяца после окончания лечения): гиперпигментация, гипопигментация, рубцовые изменения, изменение текстуры кожи.

Статистический анализ. Статистическую обработку данных выполняли с использованием пакета программ StatTech v. 4.1.2 (ООО «Статтех», РФ). Количественные данные проверяли на нормальность распределения с помощью критерия Шапиро – Уилка. Данные с нормальным распределением представлены как среднее арифметическое и стандартное отклонение (M±SD), с распределением, отличным от нормального - как медиана (Me) и межквартильный размах (Q1; Q3). Для сравнения трех групп по количественным данным использовали однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) с пост-хок тестом Тьюки (для нормальных распределений) или критерий Краскела – Уоллиса (для ненормальных). Для сравнения качественных переменных использовали критерий χ² Пирсона. Различия считали статистически значимыми при p<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Все 30 животных успешно завершили исследование. Переносимость процедур была удовлетворительной во всех группах; признаков болевого синдрома, требующего дополнительной анальгезии, не отмечено. В группах, где применяли ПФД-эмульсию (группы 1 и 3), феномен побеления исчезал в течение 10–15 секунд после нанесения препарата. Это позволило выполнять по 2–3 последовательных прохода лазером за один сеанс у 9 из 10 крыс (90%) в каждой из этих групп. В контрольной группе (группа 2) выполнение второго прохода в рамках одного сеанса было признано нецелесообразным из-за стойкого (сохраняющегося более 20 минут) побеления кожи, что подтверждает данные литературы о невозможности эффективной доставки энергии повторного импульса сквозь «белый» слой.

Применение ПФД позволило использовать статистически значимо более высокие значения плотности энергии. Средняя максимальная флюенса, достигнутая к завершению курса лечения, составила:

- группа 1 (Q-ПФД): 8,8 ± 1,1 Дж/см²;

- группа 2 (Q-контроль): 5,9 ± 0,8 Дж/см² (p<0,001 по сравнению с группой 1);

- группа 3 (Пико-ПФД): 9,2 ± 1,3 Дж/см² (p<0,001 по сравнению с группой 2, p>0,05 по сравнению с группой 1).

Разница по флюенсу между группами с ПФД и контролем составила в среднем 49–56%, что свидетельствует о значимом защитном и оптическом просветляющем действии ПФД, позволяющем подводить к пигменту большую энергию без повреждения эпидермиса.

Применение ПФД-эмульсии привело к значимому ускорению осветления татуировок. Уже после первого сеанса средний балл осветления в группах с ПФД был в 2–2,5 раза выше, чем в контрольной группе. Полное удаление татуировки (5 баллов) в группах с ПФД достигалось в среднем за 2–2,2 сеанса, тогда как в контрольной группе потребовалось более 5 сеансов. Различия между группами 1 и 3 по скорости удаления не были статистически значимыми, что может указывать на сопоставимую эффективность обоих типов лазеров при использовании ПФД.

Динамика осветления представлена ниже:

- после 1-го сеанса: группа 1 - 2,9±0,5 балла; группа 2 - 1,1±0,4 балла; группа 3 - 3,1±0,6 балла;

- после 2-го сеанса: группа 1 - 4,3±0,5 балла; группа 2 - 2,4±0,5 балла; группа 3 - 4,5±0,5 балла;

- после 3-го сеанса: в группах 1 и 3 у большинства животных (90% и 100% соответственно) достигнуто полное удаление (5 баллов), в группе 2 средний балл составил 3,5±0,6.

Количество сеансов, потребовавшееся для полного удаления татуировки (достижения 5 баллов), составило:

- группа 1 (Q-ПФД): Me = 2,0 сеанса (Q1–Q3: 2–3);

- группа 2 (Q-контроль): Me = 5,0 сеансов (Q1–Q3: 4–6) (p<0,001 по сравнению с группой 1);

- группа 3 (Пико-ПФД): Me = 2,0 сеанса (Q1–Q3: 2–2) (p<0,001 по сравнению с группой 2; p>0,05 по сравнению с группой 1).

К 5-му сеансу полное удаление татуировки было зафиксировано у 100% животных в группах 1 и 3 и только у 40% животных в группе 2. К 8-му сеансу в группе 2 полное удаление достигнуто у 90% крыс (у одной крысы сохранялись остаточные следы пигмента, оцененные как 10% от исходного).

При анализе ранних побочных эффектов установлено, что транзиторная эритема и легкий отек возникали у всех животных во всех группах непосредственно после процедуры и расценивались как нормальная реакция на лазерное воздействие. Выраженность эритемы и отека через 24 часа оценивали как слабую (1 балл) у 90% животных и как умеренную (2балла) у 10%, при этом значимых межгрупповых различий не выявлено (p>0,05). К 48 часам у всех животных эритема и отек полностью разрешились. Образования пузырей, эрозий или выраженных геморрагических корочек не наблюдалось ни в одном случае.

Анализ отдаленных побочных эффектов через 4 недели и через 3 месяца после завершения курса лечения показал следующее:

- транзиторная поствоспалительная гиперпигментация (слабой степени) отмечена у двух крыс (20%) в группе 1 и у одной крысы (10%) в группе 3. Во всех случаях гиперпигментация разрешилась спонтанно в течение 8–10 недель без какого-либо лечения. В группе 2 гиперпигментация не зафиксирована, что, вероятно, связано с меньшей суммарной энергией воздействия;

- гипопигментации (стойкой) не выявлено ни в одной группе;

- рубцовых изменений, атрофии или гипертрофии кожи не зафиксировано ни у одного животного. При пальпации и визуальном осмотре кожа в зоне бывшей татуировки была эластичной, обычной окраски и текстуры.

Результаты проведенного экспериментального исследования убедительно демонстрируют преимущества применения ПФД-эмульсии при лазерном удалении татуировок. Полученные данные полностью согласуются с заявленными физико-химическими свойствами перфтордекалина: его способностью растворять газы, оптическим просветлением и теплоотведением [7; 8; 11].

Ключевым результатом является возможность проведения многопроходовых сеансов. В группах с ПФД (1 и 3) у 90% животных удалось выполнить по 2–3 прохода за один сеанс, что клинически означает возможность удалить за одно посещение в 2–3 раза больший объем пигмента. В контрольной группе эта возможность отсутствовала полностью. С физической точки зрения, устранение побеления является критическим фактором: ПФД, проникая в микропузырьки и растворяя содержащийся там газ, восстанавливает исходную оптическую прозрачность дермы, делая ее доступной для последующих импульсов [12].

Вторым важным аспектом является возможность использования более высокой плотности энергии. В группах с ПФД средняя максимальная флюенса была почти в 1,5 раза выше, чем в контроле. Это объясняется, во-первых, защитным действием ПФД как теплоотвода (жидкость с высокой теплоемкостью поглощает избыточное тепло, выделяющееся при фрагментации пигмента, защищая коллаген и клетки эпидермиса от коагуляции). Во-вторых, снижение рассеивания света на границе «воздух – эпидермис» за счет иммерсионного эффекта ПФД приводит к тому, что большая доля энергии достигает цели - частиц пигмента в дерме, а не тратится впустую на нагрев поверхностных слоев [8; 13].

Совокупность этих двух факторов (больше проходов и выше энергия) закономерно привела к значимому ускорению очищения кожи от пигмента. Сокращение количества сеансов в 2–2,5 раза (с 5 до 2) имеет огромное практическое значение, так как напрямую влияет на комплаентность пациента, снижает общую стоимость лечения и уменьшает психологический дискомфорт, связанный с длительным процессом.

Важно отметить, что интенсификация режима лечения (больше проходов, выше энергия) не привела к увеличению частоты или тяжести побочных эффектов. Профиль безопасности во всех трех группах был сопоставим: все наблюдавшиеся реакции (эритема, отек) были транзиторными и не требовали вмешательства. Отсутствие рубцов и стойких дискромий подтверждает, что при использовании ПФД лазерное воздействие остается селективным и не вызывает необратимых повреждений дермы. Это коррелирует с данными зарубежных исследователей, отмечающих, что правильное применение ПФД не только безопасно, но и может снижать риск ожогов за счет охлаждающего эффекта [11; 14].

Сравнение Q-переключаемого и пикосекундного лазеров в группах с ПФД не выявило статистически значимых различий по скорости удаления татуировки (2,0–2,2 сеанса против 5,0 в контроле). Оба типа лазеров продемонстрировали высокую эффективность в сочетании с ПФД. Тенденция к ненамного более быстрому удалению в группе пикосекундного лазера (100% животных достигли полного удаления после 3-го сеанса против 90% в Q-switched группе) может быть связана с более эффективным фрагментированием частиц за счет более высокой пиковой мощности и меньшего термического повреждения окружающих тканей, что согласуется с литературными данными о преимуществах пикосекундных технологий [15].

Ограничения исследования. Настоящая работа имеет ряд ограничений. Во-первых, это экспериментальная модель на крысах. Кожа крыс, хотя и является общепринятой моделью для дерматологических исследований, отличается от человеческой кожи по толщине эпидермиса, количеству волосяных фолликулов и архитектонике коллагеновых волокон. Это может влиять на скорость клиренса пигмента и требуемые параметры лазера. Во-вторых, авторы использовали только черный пигмент, являющийся наиболее распространенным, но не единственным. Реакция на ПФД цветных пигментов, имеющих иные физические характеристики, может отличаться. В-третьих, авторы не проводили гистологическую оценку глубины залегания остаточного пигмента и степени фиброза дермы, ограничившись визуальным контролем. В-четвертых, период наблюдения (3 месяца) недостаточен для оценки таких редких, но возможных осложнений, как отсроченное рубцевание.

Выводы

1. Применение эмульсии на основе перфтордекалина при лазерном удалении экспериментальных черных татуировок у крыс является безопасным методом, не увеличивающим риск развития ранних (пузыри, эрозии) и отсроченных (рубцы, стойкие дискромии) побочных эффектов.

2. Использование ПФД-эмульсии позволяет клинически значимо (p<0,001) повысить эффективность процедуры: обеспечивает возможность выполнения нескольких (2–3) проходов лазером за один сеанс, позволяет применять на 50% более высокую плотность энергии и сокращает количество сеансов, необходимых для полного удаления татуировки, в 2–2,5 раза (с 5 до 2 сеансов).

3. Положительный эффект ПФД наблюдается при использовании как с Q-переключаемым, так и с пикосекундным лазерами, что свидетельствует об универсальности метода.

4. Полученные данные обосновывают целесообразность проведения клинических исследований по применению ПФД-эмульсии для оптимизации протоколов лазерного удаления татуировок у человека.