半導(dǎo)體激光儀在連續(xù)模式下光纖走形間距離對(duì)大鼠皮膚緊皺影響的研究①

孫世杰，張 威，李 懿,倪金影

(佳木斯大學(xué)附屬第二醫(yī)院，黑龍江 佳木斯 154002)

半導(dǎo)體激光儀在連續(xù)模式下光纖走形間距離對(duì)大鼠皮膚緊皺影響的研究①

孫世杰，張 威，李 懿,倪金影

(佳木斯大學(xué)附屬第二醫(yī)院，黑龍江 佳木斯 154002)

目的:定量分析半導(dǎo)體激光儀德國(guó)D980對(duì)大鼠皮膚中膠原纖維及Ⅰ型膠原纖維含量變化的影響,進(jìn)一步探討半導(dǎo)體激光儀對(duì)大鼠皮膚緊膚除皺的影響機(jī)制。方法: 德國(guó)D980半導(dǎo)體激光儀照射大鼠，對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行背部脫毛處理。在同一治療參數(shù)下，選擇操作模式為連續(xù)模式，調(diào)節(jié)儀器功率為5w，能量密度為24J/cm2,各光纖走形間間距分別為0.5cm、1.0cm、1.5cm。取激光照射后3個(gè)月后的大鼠皮膚采用HE染色法觀察皮膚膠原纖維的變化,ELISA檢測(cè)方法定量分析Ⅰ型膠原纖維的含量。結(jié)果： 強(qiáng)脈沖光照射3個(gè)月后的大鼠HE染色結(jié)果顯示膠原纖維含量增加，ELISA數(shù)據(jù)結(jié)果顯示激光照射后Ⅰ型膠原纖維在數(shù)量上表達(dá)明顯上調(diào)與對(duì)照組相比有顯著性差異(P<0．01)，A、B、C各組間均有差異(P<0.01)，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0．05)。結(jié)論：半導(dǎo)體激光儀可促使皮膚膠原纖維含量增加，進(jìn)而達(dá)到緊膚除皺的效果，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上為臨床提供理論依據(jù)。

半導(dǎo)體激光；溶脂；緊膚；Ⅰ型膠原纖維

皮膚的質(zhì)量直接決定一個(gè)人的容貌，人們對(duì)美容的意識(shí)也越來(lái)越強(qiáng)烈，過(guò)去的一些年中人們通常使用機(jī)械消磨和化學(xué)剝脫的方法來(lái)達(dá)到改變?nèi)菝驳哪康?，可是隨著臨床的應(yīng)用其負(fù)面影響也就暴露了出來(lái)，因風(fēng)險(xiǎn)因素較大，因此是一項(xiàng)不完善的技術(shù)。1961年梅曼(MaimanTH)制成了世界上的第一臺(tái)激光器—紅寶石激光，這之后，一種非常新的光源產(chǎn)生了,它被開(kāi)發(fā)應(yīng)用的第一個(gè)領(lǐng)域就是醫(yī)學(xué)，并得到了日新月異的發(fā)展[1]。強(qiáng)脈沖光(intensepulsedlight,IPL)[2]是以激光照射產(chǎn)生的熱作用原理進(jìn)而影響皮膚機(jī)制的改變,它以其創(chuàng)傷小,恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)更易被人們所接受,是近幾年來(lái)發(fā)展迅速并被整形美容醫(yī)生廣泛應(yīng)用于臨床治療皮膚老化的一種新型技術(shù)方法。孫少敏，李懷荊[3，4]等學(xué)者實(shí)驗(yàn)證明中藥也可有抗氧化作用，但因其療效較漫長(zhǎng)而不易被臨床廣泛采用。有學(xué)者在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過(guò)IPL照射后能夠改變實(shí)驗(yàn)動(dòng)物皮膚中膠原蛋白的表達(dá)[5]。法國(guó)MSergeMordonden(2006年)等證明，采用同一個(gè)能量進(jìn)行治療時(shí)，980nm半導(dǎo)體激光比1064nmNd：YAG激光在治療效果上更具優(yōu)越性[6]。激光美容日益已被廣泛應(yīng)用，被人們所關(guān)注，但有關(guān)半導(dǎo)體激光儀對(duì)皮膚緊膚除皺的影響的相關(guān)研究過(guò)少，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的定量分析是研究半導(dǎo)體激光嫩膚除皺大鼠的機(jī)制，進(jìn)一步明確了半導(dǎo)體激光嫩膚的作用機(jī)制。為臨床應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及儀器

隨機(jī)選取24只SD清潔級(jí)別大鼠,雌雄不限,體重為300～400g,12～24個(gè)月齡(均由佳木斯大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供)。德國(guó)生產(chǎn)的D980半導(dǎo)體激光治療儀，波長(zhǎng)為980nm，有兩種操作模式分別為連續(xù)模式、脈沖模式，可根據(jù)臨床需要選擇輸出模式，輸出功率1～25w,，并據(jù)實(shí)顯示功率(w)治療時(shí)間(s)能量密度(J)。脈沖數(shù)、脈寬的設(shè)定、均根據(jù)需要調(diào)節(jié)。

實(shí)驗(yàn)區(qū)域局部腫脹麻醉液配制：2%利多卡因1000mg+腎上腺素1mg+每升生理鹽水含10mL碳酸氫鈉。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 脫毛

在激光照射前一天對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠稱量體重，以5%水合氯醛液行腹腔注射麻醉(3mL/kg)，待麻醉好后對(duì)待實(shí)驗(yàn)大鼠進(jìn)行脫毛處理,將大鼠固定在操作臺(tái)上，先用眼科小剪刀將大鼠背部長(zhǎng)的毛發(fā)剪短,然后用8%硫化鈉進(jìn)行涂抹,以大鼠脊柱為分界線，兩側(cè)對(duì)稱區(qū)域涂抹面積分別為5.0cm×7.0cm大小,3～5min后清除大鼠背部毛發(fā),即時(shí)流水反復(fù)沖洗。對(duì)大鼠預(yù)實(shí)驗(yàn)區(qū)域用碳素墨水紋身標(biāo)記，實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組標(biāo)記區(qū)域面積分別為5cm×3cm，每0.5cm為一個(gè)標(biāo)記單位。

1.2.2 激光照射

將24只SD大鼠隨機(jī)分為3組,每組8只。稱重，5%水合氯醛液行腹腔注射麻醉(3mL/kg)。調(diào)節(jié)德國(guó)半導(dǎo)體激光儀D980治療參數(shù)，輸出模式為連續(xù)模式，能量密度為24J/cm2，功率為5w，各平行光纖間距分別為0.5cm、1.0cm、1.5cm。實(shí)驗(yàn)區(qū)域局部碘伏消毒。預(yù)標(biāo)記實(shí)驗(yàn)區(qū)域皮下充分浸潤(rùn)麻醉，完成后將光纖放置在金屬套管內(nèi)，通過(guò)大鼠皮膚的小切口插入實(shí)驗(yàn)組皮下組織，根據(jù)光纖頂端的氦氖紅色光來(lái)確定光纖尖端所在層次及所在位置，緩慢而均勻移動(dòng)微管。術(shù)中紅外測(cè)溫儀監(jiān)測(cè)體表體溫，體溫不超過(guò)42℃術(shù)后背部皮膚涂冷凝膠，密切觀察大鼠精神狀態(tài)及皮膚情況。對(duì)照部分不做處理。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用配對(duì)t檢驗(yàn)分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，統(tǒng)計(jì)軟件為SPAA16.0軟件。P<0.05為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1HE染色

激光照射3個(gè)月后實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組對(duì)比可明顯發(fā)現(xiàn)脂肪細(xì)胞顯著減少，局部區(qū)域可見(jiàn)小的血管，膠原纖維數(shù)量增加明顯，形態(tài)上增粗，纖維排列緊密，走形方向更加整齊有序。各實(shí)驗(yàn)組間對(duì)比，A組距離為0.5cm實(shí)驗(yàn)組顯示脂肪細(xì)胞減少，纖維數(shù)量增加，纖維間間隙減少，但排列紊亂(圖1a)；B組距離為1.0cm實(shí)驗(yàn)組顯示脂肪細(xì)胞減少，纖維數(shù)量上增加，纖維增粗不明顯(圖1b)；C組距離為1.5cm實(shí)驗(yàn)組顯示在皮膚組織重建過(guò)程中脂肪細(xì)胞減少，纖維數(shù)量明顯增加，纖維間間隙減少，纖維粗大，排列整齊有序(圖1c)。C組在皮膚組織重建過(guò)程中纖維數(shù)量和走形上的改變明顯高于B組，由此可見(jiàn)連續(xù)模式下，光纖走形間距離為1.5cm時(shí)，皮膚緊皺效果最佳。見(jiàn)圖1。

圖1 作用3個(gè)月,彈力纖維變化情況(HE×100)

2.2I型膠原ELISA分析

見(jiàn)表1。ELISA法測(cè)定Ⅰ型纖維含量測(cè)定結(jié)果顯示3個(gè)月后各組Ⅰ型膠原纖維含量數(shù)值均明顯高于對(duì)照組。且在A、B、C三組中,c組數(shù)值明顯高于A組，B組 差異有顯著意義(P<0.01)。

表1 激光組和對(duì)照組Ⅰ型膠原纖維含量的比較±s)

3 討論

皮膚老化分為兩種自然老化和光老化，皮膚組織衰退的常見(jiàn)表現(xiàn)為生理功能障礙。皮膚的厚度會(huì)隨著年齡的增加而有顯著變化，人表皮20歲時(shí)候較厚，然后逐漸變薄，到晚年時(shí)，顆粒層可以收縮至消失，棘細(xì)胞生存期縮短。表皮細(xì)胞核分裂增加，因此增加了黑色素，而導(dǎo)致老人，大多是棕黑色。由于附著在角質(zhì)層細(xì)胞的老化，皮膚表面變硬，失去光澤。真皮在30歲時(shí)最厚，之后逐漸變薄，配上漸變后萎縮。皮下脂肪減少，并且由于改變了彈性纖維和膠原纖維發(fā)生和皮膚的彈性和張力，進(jìn)一步導(dǎo)致逐漸喪失，以皮膚松弛和皺紋。組織學(xué)改變是細(xì)胞外基質(zhì)(extra-cellularmatrix,ECM)異常,以膠原減少較為突出明顯[7]。治療的主要目的是恢復(fù)ECM的正常皮膚老化結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)增加的膠原含量和纖維含量。通常狀況下皮膚是以Ⅰ、Ⅲ型膠原為主,其中Ⅰ型膠原占皮膚干重的80%～85%,Ⅲ型膠原占15%～20%。因此在皮膚緊皺嫩膚過(guò)程中Ⅰ型纖維占主要地位. 光子嫩膚治療皮膚的老化是選擇性光熱效應(yīng)原理。IPL的波長(zhǎng)為520～1200nm, 此范圍內(nèi)的光可以通過(guò)在不同的靶組織的皮膚被吸收，從而導(dǎo)致光熱。因此，在這個(gè)過(guò)程中對(duì)皮膚的激光照射，可以有穿過(guò)皮膚和組織汽化表面具有極高的瞬時(shí)能量，并且由于激光照射產(chǎn)生的光的熱效應(yīng)更深層次的組織，并由此形成凝固熱作用區(qū)，其結(jié)果是皮膚表面變得光滑，細(xì)膩。出現(xiàn)纖維組織熱效應(yīng)的深層原因纖維重組，纖維變得粗大，促使組織收緊，恢復(fù)彈性，光子嫩膚膠原蛋白造成的損害，損傷修復(fù)過(guò)程開(kāi)始，膠原蛋白含量增加。Bitter[8]、Goldberg[9]、Hernandez-Perez等[10]進(jìn)行光子嫩膚治療后,通過(guò)HE染色發(fā)現(xiàn)活檢組織中的膠原含量顯著增加,膠原纖維變得粗大緊密。Negishi等[11]HE染色中也觀察到增加的膠原含量和通過(guò)免疫組織化學(xué)染色法發(fā)現(xiàn)Ⅰ，Ⅲ型膠原含量有所增加，從而使IPL的臨床療效是通過(guò)重建和膠原實(shí)現(xiàn)增加膠原纖維的含量。但是,Prieto等[12]沒(méi)有發(fā)現(xiàn)顯著膠原蛋白新生，卻發(fā)現(xiàn)蠕形螨的凝固性壞死，螨蟲(chóng)這種推測(cè)是壞死的皮膚質(zhì)地改變的原因。而在激光照射膠原含量在上述學(xué)者觀察到，但沒(méi)有應(yīng)用到定量分析,本試驗(yàn)選取波長(zhǎng)為980nm的德國(guó)半導(dǎo)體激光儀作用于大鼠,觀察大鼠皮膚膠原含量的影響,從客觀上進(jìn)一步明確光子嫩膚的生物學(xué)機(jī)制。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)治療后3個(gè)月后HE染色結(jié)果顯示大鼠皮膚中脂肪細(xì)胞明顯減少，膠原纖維有明顯的增加、變粗，纖維緊密。I型膠原ELISA分析結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組I型膠原比對(duì)照組顯著增多，各實(shí)驗(yàn)組間存在差異性。其中皮膚內(nèi)增加的膠原含量，發(fā)現(xiàn)在真皮層，最表面的真皮其中顯著增加，并且在一個(gè)位置，以減少皮膚老化的膠原蛋白主要是淺表真皮[5]。也有學(xué)者研究表明明采用CO2激光進(jìn)行剝脫性嫩膚時(shí),皮膚的膠原增加最明顯的位置在真皮淺層的Grenz區(qū)域[13]，IPL同樣能夠使Grenz區(qū)域的膠原含量得到顯著增加.因此可以證明激光可以在一定程度上能夠增加皮膚中膠原含量的增加,進(jìn)而使皮膚緊縮,實(shí)現(xiàn)面部年輕化。在此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中HE染色結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組對(duì)比可發(fā)現(xiàn)脂肪細(xì)胞明顯減少，纖維增加，緊密粗大。實(shí)驗(yàn)組C組膠原纖維的數(shù)量增加、粗大、緊密比A組，B組更為顯著。ELISA結(jié)果顯示Ⅰ型膠原纖維含量數(shù)值均明顯高于對(duì)照組。且在A、B、C三組中,c組數(shù)值明顯高于A組，B組 差異有顯著意義(P<0.01)。由此可見(jiàn)激光組與對(duì)照組由明顯的差異，實(shí)驗(yàn)組間差異明顯，激光能夠引起皮膚纖維形態(tài)和數(shù)量上的改變，從根本上使皮膚細(xì)嫩。

總之，本研究中觀察到由半導(dǎo)體激光裝置的定量分析可引起大鼠的皮膚增加膠原含量,在連續(xù)模式下各平行光纖走形間距離為1.5cm時(shí)，皮膚緊膚效果最佳，因此為臨床上使用半導(dǎo)體激光儀提供理論依據(jù)。

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The study of effects of Semiconductor lasers in continuous mode optical fiber contorts the distance on rat skin tight knit

SUNShi-jie，ZHANGWei，LIYi，NIJin-ying

(The Second Affiliated Hospital of Jiamusi University, Jiamusi 154002, China)

Objective: To quantitatively analyze the effects of semiconductor lasers on type Ⅰrat collagen fiber content; and to further explore the effects of semiconductor lasers on firming anti-wrinkle. Methods: Germany D980 type semiconductor laser irradiated rats and removed back hair. Under the same treatment parameters, we chose power of 5w, energy density of 24 j/cm2, spacing between each fiber contorts of 0.5cm,1.0cm,1.5cm. The content of collagen fibers of rats skins that were 30 days after laser irradiation were quantitatively analyzed by ELISA Ⅰ test method. Results: As for rats after 3 month' intense pulsed light irradiation, ELISA data showed that Ⅰ type collagen expression was obviously up-regulated significantly after laser irradiation compared with the control group(P<0.01).ThereexisteddifferencesbetweengroupsA,B,andC(P<0.01).Theresultshadstatisticalsignificance(P<0.05). Conclusion: semiconductor laser can make the skin collagen protein content increased, thus to achieve the effect of firming anti-wrinkle, which provides a theoretical basis for clinical in the light of the experimentsl.

semiconductor laser; dissolve fat; firming; Ⅰ type collagen fibers

孫世杰(1989～)女，黑龍江綏芬河人，在讀碩士研究生。

張威(1963～)男，黑龍江哈爾濱人，博士。E-mail:zhangwei@163.com。

R

B

1008-0104(2015)02-0096-03

2014-11-19)