衍射透镜微阵列皮秒激光在皮肤疾病中的应用

栾莉

116001大连大学附属中山医院皮肤科

皮秒激光器可发射皮秒级（＜10⁃12s）超短脉宽激光，2012年经FDA批准，用于皮肤疾病的治疗［1］，已显示出良好的治疗效果。皮秒激光具有峰值能量密度高、热驰豫时间更接近黑素小体的优点，在色素性疾病（文身、太田痣等）方面展示出治疗优势［2⁃3］。2014年FDA批准认证衍射透镜微阵列（Diffractive lens Array，DLA）755 nm皮秒激光治疗痤疮瘢痕及皱纹［4］。本文介绍DLA755 nm皮秒激光的作用原理及其在皮肤科的临床应用。

一、作用原理

DLA是一种安装在755 nm皮秒激光器上的光学手锯，镜面由120个紧密排列的6边形衍射透镜组成，每个间隔500 μm，发射的微光束均匀地激打在目标靶区域［5］。衍射透镜使激光器发射的能量聚集，70%的发射能量聚集输送到面积少于10%的照射皮肤靶组织上，并且经测量发现，755 nm皮秒激光6 mm光斑的平均能量密度为0.71 J/cm2，而每个衍射透镜中心高能量区峰值能量密度可达到23 J/cm2［4］。平面皮秒激光发射的能量是均一的，而DLA形成了低能量背景区环绕高能量区的能量输送模式，此种模式可提高治疗的有效性，同时减少周边组织损害，提高治疗安全性。

DLA皮秒激光发射的高能量由表皮内的黑素吸收，形成“电子雪崩击穿”区域，也称为激光诱导的光击穿区（laser⁃induced optical breakdown，LIOB）［4］。其形成过程是：DLA皮秒激光发射高能量，表皮内的黑素吸收后释放自由电子，新产生的自由电子不断活化碰撞中性原子，继而产生新的电子，如此连锁反应，使新生电子呈雪崩式增长并形成等离子，等离子释放热量，气化角质形成细胞，形成表皮内空泡（图3）［4，6］。LIOB一旦形成，将吸收后续更多的激光能量，而其他区域吸收激光能量相对减少。一般情况下，755 nm激光辐射会蔓延至真表皮连接处及真皮，但当LIOB形成，则仅在表皮内形成局灶性、表浅的激光辐射区，不会有多余的辐射能量到达真表皮连接处［5］，这种模式既击中了靶色基，又减少了非靶色基周围皮肤的损害，能效提高，安全性提高。皮肤组织病理学结果印证了LIOB的形成。Tanghetti［4］对实施DLA皮秒激光治疗的患者行激光术后即刻及术后24 h病理活检，术后即刻：表皮内形成直径约35～65 μm的类球形空泡，外周由1～2层的坏死角质形成细胞环绕，空泡位于颗粒层至真表皮连接处之间；术后24 h：较深肤色患者表皮内空泡由黑素碎片填充；较浅肤色患者的表皮内空泡由红细胞填充。术后即刻及术后24 h均没有发现空泡周边细胞及基底膜下结构发生显著破坏。Tanghetti还发现，相同能量参数下，DLA及平面皮秒激光均不会导致皮肤发生显著热损伤；但术后1 h及24 h，DLA皮秒激光照射引发的皮肤平均升温均高于平面皮秒激光。术后24 h DLA皮秒激光引发的皮肤红斑红于平面皮秒激光。组织病理显示，DLA皮秒激光会引发表皮内形成微小、界限清楚的空泡，而平面皮秒激光未引发皮肤空泡变化。正是这些微小且界限清楚的表皮损伤及延时热效应促进了真皮新胶原、弹性蛋白及黏蛋白的生成［6］。

已有研究证实，DLA 755 nm皮秒激光术后区有新生的、增加的真皮胶原、弹力纤维和黏蛋白沉积［7］。可能原因是激光术后快速形成的LIOB能有效地将吸收的光能转换为压力波，从而将辐射蔓延至真皮。转换产生的压力波可能会瞬时改变细胞膜的通透性，引发细胞信号及细胞因子的级联反应，从而促进真皮发生重塑改变［8］。也有可能是热损伤能促进角质形成细胞分泌一些作用于真皮细胞的生长因子、趋化因子、细胞因子等，通过配体⁃受体结合，促进真皮发生改变［9］。

二、皮肤科临床应用

1.痤疮瘢痕：中重度痤疮患者常出现因皮脂腺缺损、胶原丢失、垂直的纤维束收缩向下牵拉皮肤而形成的凹陷性萎缩性瘢痕，发生损容性病变。2015年Brauer等［7］采用DLA755 nm皮秒激光治疗17例凹陷性萎缩性痤疮瘢痕患者，皮肤类型为FitzpatricⅠ～Ⅳ，治疗参数为6 mm光斑，0.71 J/cm，5 Hz，治疗间期4～8周，共治疗6次，患者平均疼痛指数为2.83级（疼痛指数评级为1～10级），术后有瞬时的红斑及水肿，可在数小时至2 d内消退。在治疗后1个月和3个月进行主观和客观评估，全部患者对面部整体及皮肤质地改变均满意，非激光术实施的3名皮肤科医生评估激光术前后照片，皮损平均改善25%～50%，三维立体PRIMOS影像系统检测患者瘢痕容量改善为24%（1个月）及27%（3个月）。治疗后3个月皮肤活检显示，真皮弹力纤维变长，密度增加；胶原Ⅲ型及黏蛋白增加。该研究结果表明，DLA755 nm皮秒激光可有效安全地治疗痤疮瘢痕。

2.光老化：Wu等［10］采用DLA755 nm皮秒激光治疗20例皮肤类型FitzpatrickⅠ～Ⅳ的中重度光老化患者，治疗参数为6 mm光斑，071 J/cm，10 Hz，2～4次击打（至少3 500个脉冲），术中有中等程度刺痛感、燥热感，术后有短暂红斑，1例出现荨麻疹。共治疗4次，每次间隔3周。治疗结束1个月后，患者的色斑、皮肤质地、角质化及皱纹均显著改善（P＜0.05）；治疗结束3个月后除皱纹外其余疗效仍显著改善。术后1个月及3个月，红斑改善均不明显。该研究提示，DLA755 nm皮秒激光可祛除色斑，改善皮肤质地及皱纹，但对于血管作用甚微。Khetarpal等［11］采用DLA755 nm皮秒激光治疗20例光老化患者，治疗参数与Wu等［10］相似，术后不良反应为轻度肿胀、短暂潮红及疼痛，患者及单盲评估医生治疗结束后1个月分别给出93%及77%的治疗满意度评分，治疗结束3个月为81%及69%。Ge等［12］采用DLA755 nm皮秒激光治疗10例中重度光老化患者，共治疗4次，每次间隔2周，治疗2个月后，患者光老化指数由2.67降至1.22（P＜0.05），皱纹及色素均显著改善，6例患者鼻唇沟变浅。2015年Weiss等［13］用单盲回顾性队列研究方法观察DLA755 nm皮秒激光治疗口周及眼周皱纹的疗效，40例平均年龄58岁、皮肤类型FitzpatrickⅠ～Ⅳ的女性入组，采用DLA755 nm皮秒激光全面部击打，治疗参数为6 mm光斑，071 J/cm，10 Hz，全面部扫描4次（约5 000个脉冲），术后有短暂潮红。共治疗4次，每次间隔1个月，治疗结束6个月后，患者Fitzpatrick皱纹评分均值由5.48下降至3.47（P＜0.05；分值越小提示皱纹越少）；非激光术实施的皮肤科医生单盲评估激光术前后照片，82%患者皱纹得到改善；94.7%的患者对皱纹改善满意；6例患者进行了皮肤组织病理分析：术后1个月表皮内小空泡存在，真皮层胶原纤维容积和密度增加，出现细小的新生弹性纤维，轻度血管周围炎性细胞浸润，基质蛋白增多并均匀分布真皮全层；术后3个月真皮层胶原纤维呈继续增多趋势，弹性纤维增厚增密，炎性浸润消失；术后6个月可见真皮全层胶原纤维和弹性纤维增多。这些研究提示，DLA755 nm皮秒激光可有效、安全地促进皮肤色斑消退，改善皮肤质地，减轻皱纹，是治疗皮肤光老化的新手段。

3.深肤色人群皮肤疾病：DLA755 nm皮秒激光具有低能量背景区环绕高能量区的能量输送模式，表皮及真皮损伤较小，色素沉着发生率低，可用于治疗深肤色患者的色素疾病。Brauer等［7］在应用DLA755 nm皮秒激光有效治疗1例深肤色患者痤疮瘢痕的同时，也祛除了患者的Ota痣及黄褐斑皮损，无术后色素沉着发生。Adele等［5］应用DLA755 nm皮秒激光治疗56例皮肤类型为FitzpatrickⅣ～Ⅵ患者，包括31例痤疮、1例萎缩性瘢痕、2例肥大性瘢痕、16例妊娠纹、4例色素不均、1例咖啡斑、1例Ota痣，术后有暂时的红斑、水肿、结痂，2周内消退；另有3例诉有色素增加，但在3个月内自然消退。皮秒激光还可用于治疗文身，但对于深色皮肤仍有发生色素减退的可能［14］，应用DLA皮秒激光有可能降低该风险的发生。

四、总结

DLA755 nm皮秒激光治疗痤疮瘢痕及皱纹疗效显著，不良反应少。因其具有低能量背景区环绕高能量区的能量输送模式，表皮及真皮损伤较小，可用于深肤色人群皮肤疾病的治疗。

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