Q开关激光去除皮肤细胞色素机理探讨
作者：刘春利 苑凯华 张颍洲 富强
单位：510010 广州军区广州总医院整形科
关键词：激光；色素
中华医学美容杂志990102 摘要 目的 探讨新型Q开关激光去除皮肤细胞色素的机理。方法 用3种不同的Q开关激光作用于猪及豚鼠的有色皮肤区，观察其结果。结果 Q开关激光治疗后皮肤色素即被气化或碎裂，色素病变消失，色素细胞呈空泡状，但色素细胞轮廓的框架仍可完整保留，色素细胞周围组织并未受损伤，仍可存活。结论 Q开关激光只破坏色素颗粒或色素细胞，而邻近的正常细胞不被破坏，是目前治疗皮肤色素性疾病较有效、副作用较小的方法。
The experimental study of Q-switch laser
in skin pigmented diseases treatment
, 百拇医药
Liu Chunli, Yuan Kaihua, Zhang Yinzhou,et al. Plastic and Medical Laser Center,Guangzhou General Hospital ,Guangzhou Military Region.510010
Abstract Objective To probe into the mechanism of Q-switch laser in the treatment of skin pigmented diseases.Methods 3 kinds of Q-switch laser were used in the treatment of pigmented skin regions of swine and guinea pig.Results The pigmented granules were gasified and smashed, the coloring matters were cleared away, cells were in a vacuole state,and its framework was well preserved. The cells around treated area remained alive. Conclusion The Q-switch laser is a more effective and less side-effect method in the treatment of skin pigmented diseases because it may only demage the pigmented granules and cells without demaging the nearby normald cells.
, 百拇医药
Key words Laser Pigment
皮肤较大面积的色素斑痣的治疗是个难题，传统的方法有电烧、冷冻、磨皮及植皮等，它们对病变区内的色素细胞和正常细胞均造成同样的损伤，缺乏对病变色素细胞、正常色素细胞及其它皮肤细胞的高选择性治疗手段。我们于1997年开始引进先进的Versapulse激光治疗仪，在对5 283例皮肤色素斑痣进行治疗并取得了良好效果的基础上，作了有关的动物实验，对不同波长激光治疗皮肤色素斑痣的机理进行了初步研究，报告如下。
实验动物
选棕白相间的豚鼠5只，黑白相间的小香猪2只，雌雄不限，按动物种属分为豚鼠及猪两组。实验时选黑色毛皮区，去毛后以各种波长不同剂量的激光对动物黑色及棕色区的皮肤进行治疗，手术前后均照相及留取标本送病理检查。
激光器及辅助仪器设备
, 百拇医药
Versapulse激光治疗仪：该机实际上是由可变脉宽的VPW532nm和Q开关的QS532nm、QS 755 nm及QS1064nm 4种波长的激光组成，其中VPW532nm由导光纤维输出，脉宽2～50ms，光斑2～10mm。而Q开关的3种波长的激光均由导光臂输出：QS532nm(绿光)固定脉宽5 ns，光斑2～6 mm，QS755nm(红光)固定脉宽75 ns，光斑2～6 mm，QS1064nm(红外光)固定脉宽5ns，光斑2～6 mm。
冷却治疗仪：Controlled Cold Therapy (Solid State Thermal Regulation,美国)，主机可控温度液晶显示，温度由4 ℃～42 ℃每半度为一档随意调节，控制温度通过外接双管循环传递至冷却头，冷却头为双层蓝宝石制成，循环的冷却液通过其中空部分使之降温，冷却头带有与VPW 532 nm激光配套使用的卡口装置，可在冷却的同时进行激光治疗。
实验方法
, 百拇医药
1.动物分组：在5只棕白相间的豚鼠身上各选6处1cm×1cm的棕色皮肤区，共30个，随机分成6组，分别为VPW532nm、QS532nm、QS755nm、QS1064nm激光4个治疗组及2个对照组，即普通CO2激光和液氮冷冻治疗组，每组分别于治疗后即时、24小时、48小时、72小时、7天及14天切取标本送检，另取同色未治疗区正常皮肤作病理参照。在2只黑白相间小香猪的黑色皮肤上选取1cm×1cm黑色实验区30个，其分组、治疗及标本切取均与豚鼠相同。
2.病理检查：标本均用 Bouin氏液固定，常规脱水包埋，切片后行 HE及胶原纤维特殊染色。
特殊染色采用VG及CF染色： ①VG染色(苦味酸-酸性品红法)：将胶原纤维染成鲜红色，肌纤维、胞质及红细胞呈黄色，胞核呈蓝褐色。 ②CF染色(改良的Masson3色Ⅲ法)：将胶原纤维染成蓝色，肌纤维、胞质及红细胞呈黄色，胞核呈紫褐色(图1～4)。
, 百拇医药
图1 正常实验用小香猪黑色皮肤区域病理切片
图2 普通激光色素治疗后，可见表皮细胞层全部脱失
图3 冷冻去色素治疗后，可见表皮水泡，但色素并未全部去除
图4 Q-开关激光去色素后，可见色素成分基本去除
(呈空泡样)，但表皮的形态结构和细胞框
架完整保留，保证了修复后无瘢痕形成
实验结果
, 百拇医药
Q开关的3种波长激光对豚鼠的棕色皮肤色素细胞及猪的黑色皮肤色素细胞均有明显的破坏作用，激光治疗后皮肤色素即被气化，色素颗粒消失，色素细胞呈空泡状，但色素细胞轮廓的框架仍完整保留，色素细胞周围组织并未受损伤，仍存活。治疗区皮下组织有少量淋巴细胞浸润，原色素细胞残留空腔内很快有组织液渗入，继而有纤维细胞长入(主要为胶原纤维)或压闭。术后7天基本完全修复，形成一个新的较完整的无色素细胞的皮肤层次。在同样的治疗剂量(流量)下，QS1064 nm波长激光对黑色色素效果最好，而QS755nm波长激光对棕色色素更易显效。QS532nm波长激光亦可破坏上述2种色素细胞，但治疗区域皮肤外观发红时间稍长，质感稍硬，病理切片可见较多的胶原纤维增生。普通CO2激光治疗组治疗后可见皮肤整个色素细胞层均消失，皮下组织裸露，缺损区表面由纤维细胞增生修复。液氮冷冻治疗组冷冻后可见皮肤表皮水泡，水泡下部分色素细胞组织仍存在，结构较完整，过度冷冻可使整个表皮层脱落。
讨论
, http://www.100md.com
皮肤色素性疾病，特别是大面积的皮肤色素斑痣的治疗一直是临床上的一个难题。传统的方法有化学剥脱、电烧、冷冻、皮肤磨削、普通CO2激光或红宝石激光、手术切除及植皮等。化学剥脱是用各种化学药物将皮肤浅层病变组织腐蚀剥除，电烧是用电离子手术仪或其它电烧灼器将皮肤病变组织直接烧焦去除，冷冻是用液氮将皮肤浅层组织细胞冻死后使其坏死脱落，皮肤磨削是利用机械力使皮肤病变磨损，普通激光是利用光的热效应进行烧灼。皮肤色素性疾病有一个共同特点，就是病变细胞和正常细胞的相间存在，所以上述各种方法在去除皮肤病变细胞的同时，其间的正常细胞也难免受损，如病变面积小，邻近的上皮细胞还可爬行修复，大面积的色素性病变则遗留瘢痕。手术切除或植皮的方法更是得不偿失。
新型Q开关激光为80年代应用于Nd:YAG激光仪的一种能量输出方式，即在精度开关处，装有可被一定波长的激光饱和吸收离子。Q开关真正的意义为获得的激光脉宽极短，短至几个纳秒(109秒)，而峰值功率相当高，在这样短的瞬间发出1012W/cm2光强密度的激光[4]，称之为超脉冲激光，是一种高强度低能量的激光。此类激光的波长越长，穿透度越大，其生物作用主要是机械作用和强电场而非热作用，以致在完成治疗后无热损伤，可使一些吸收热能的小颗粒(文身墨、黑色素)骤然受热而发生爆破，不损伤周围组织，而细胞框架可被完整地保留下来。在其后的炎症反应过程中，颗粒碎屑被巨噬细胞吞噬，并被排出体外，而被清除了色素颗粒的细胞，可在较完整的细胞框架的基础上，很快得到修复。治疗时Q开关激光只破坏色素颗粒或色素细胞，而邻近的正常细胞不被破坏，因而使损伤降至最小，在去除色素的同时，也把瘢痕产生的可能性降至最低度，是目前治疗皮肤色素性疾病较有效、副作用小的方法。其次是利用了光的特殊波长的互补 原理，QS1064nm对黑色素有效，QS755nm对棕色素效果较好，而QS532nm激光的互补色应为红色，从原理上讲并不适用于治疗皮肤黑色或棕色色素病变。临床上用QS532 nm波长激光治疗者多有继发性色素沉着，考虑用此波长的激光治疗皮肤黑色及棕色色素性疾病可能造成更多的周围正常组织细胞损伤，这与其特殊波长的互补色吸收原则有关。因此，应用Q开关激光技术治疗皮肤色素性疾病可望取得良好的效果，是值得临床试用的一种比较理想方法。
, 百拇医药
参考文献
[1]Christine C,Dierickx.Thermal relaxation of port wine vessels probed in vivo: The need for 1-10-millisecond laser pulse treatment. J Invset Dermaol,1995,105:709714.
[2]Suzanne L Kilmer.The Q-switched Nd:YAG laser effectively treats tattoos -a controlled, dose-response study. Arch Dermatol,1993,129:971978.
[3]Robin Ashinoff.Allergic reactionss to tattoo pigment after laser treatment. Dermatol Surg，1995,21:291294.
[4]刘春利，苑凯华，富强,等.Versapulse 激光治疗皮肤色素性病变的初步应用.世界医疗器械，1997,10：84.
[5]赵艺琳，刘春利，张颍洲，等.激光治疗太田痣的应用研究.中华医学美容杂志，1998,4：122124.
(收稿：1998-10-19), http://www.100md.com
单位：510010 广州军区广州总医院整形科
关键词：激光；色素
中华医学美容杂志990102 摘要 目的 探讨新型Q开关激光去除皮肤细胞色素的机理。方法 用3种不同的Q开关激光作用于猪及豚鼠的有色皮肤区，观察其结果。结果 Q开关激光治疗后皮肤色素即被气化或碎裂，色素病变消失，色素细胞呈空泡状，但色素细胞轮廓的框架仍可完整保留，色素细胞周围组织并未受损伤，仍可存活。结论 Q开关激光只破坏色素颗粒或色素细胞，而邻近的正常细胞不被破坏，是目前治疗皮肤色素性疾病较有效、副作用较小的方法。
The experimental study of Q-switch laser
in skin pigmented diseases treatment
, 百拇医药
Liu Chunli, Yuan Kaihua, Zhang Yinzhou,et al. Plastic and Medical Laser Center,Guangzhou General Hospital ,Guangzhou Military Region.510010
Abstract Objective To probe into the mechanism of Q-switch laser in the treatment of skin pigmented diseases.Methods 3 kinds of Q-switch laser were used in the treatment of pigmented skin regions of swine and guinea pig.Results The pigmented granules were gasified and smashed, the coloring matters were cleared away, cells were in a vacuole state,and its framework was well preserved. The cells around treated area remained alive. Conclusion The Q-switch laser is a more effective and less side-effect method in the treatment of skin pigmented diseases because it may only demage the pigmented granules and cells without demaging the nearby normald cells.
, 百拇医药
Key words Laser Pigment
皮肤较大面积的色素斑痣的治疗是个难题，传统的方法有电烧、冷冻、磨皮及植皮等，它们对病变区内的色素细胞和正常细胞均造成同样的损伤，缺乏对病变色素细胞、正常色素细胞及其它皮肤细胞的高选择性治疗手段。我们于1997年开始引进先进的Versapulse激光治疗仪，在对5 283例皮肤色素斑痣进行治疗并取得了良好效果的基础上，作了有关的动物实验，对不同波长激光治疗皮肤色素斑痣的机理进行了初步研究，报告如下。
实验动物
选棕白相间的豚鼠5只，黑白相间的小香猪2只，雌雄不限，按动物种属分为豚鼠及猪两组。实验时选黑色毛皮区，去毛后以各种波长不同剂量的激光对动物黑色及棕色区的皮肤进行治疗，手术前后均照相及留取标本送病理检查。
激光器及辅助仪器设备
, 百拇医药
Versapulse激光治疗仪：该机实际上是由可变脉宽的VPW532nm和Q开关的QS532nm、QS 755 nm及QS1064nm 4种波长的激光组成，其中VPW532nm由导光纤维输出，脉宽2～50ms，光斑2～10mm。而Q开关的3种波长的激光均由导光臂输出：QS532nm(绿光)固定脉宽5 ns，光斑2～6 mm，QS755nm(红光)固定脉宽75 ns，光斑2～6 mm，QS1064nm(红外光)固定脉宽5ns，光斑2～6 mm。
冷却治疗仪：Controlled Cold Therapy (Solid State Thermal Regulation,美国)，主机可控温度液晶显示，温度由4 ℃～42 ℃每半度为一档随意调节，控制温度通过外接双管循环传递至冷却头，冷却头为双层蓝宝石制成，循环的冷却液通过其中空部分使之降温，冷却头带有与VPW 532 nm激光配套使用的卡口装置，可在冷却的同时进行激光治疗。
实验方法
, 百拇医药
1.动物分组：在5只棕白相间的豚鼠身上各选6处1cm×1cm的棕色皮肤区，共30个，随机分成6组，分别为VPW532nm、QS532nm、QS755nm、QS1064nm激光4个治疗组及2个对照组，即普通CO2激光和液氮冷冻治疗组，每组分别于治疗后即时、24小时、48小时、72小时、7天及14天切取标本送检，另取同色未治疗区正常皮肤作病理参照。在2只黑白相间小香猪的黑色皮肤上选取1cm×1cm黑色实验区30个，其分组、治疗及标本切取均与豚鼠相同。
2.病理检查：标本均用 Bouin氏液固定，常规脱水包埋，切片后行 HE及胶原纤维特殊染色。
特殊染色采用VG及CF染色： ①VG染色(苦味酸-酸性品红法)：将胶原纤维染成鲜红色，肌纤维、胞质及红细胞呈黄色，胞核呈蓝褐色。 ②CF染色(改良的Masson3色Ⅲ法)：将胶原纤维染成蓝色，肌纤维、胞质及红细胞呈黄色，胞核呈紫褐色(图1～4)。
, 百拇医药
图1 正常实验用小香猪黑色皮肤区域病理切片
图2 普通激光色素治疗后，可见表皮细胞层全部脱失
图3 冷冻去色素治疗后，可见表皮水泡，但色素并未全部去除
图4 Q-开关激光去色素后，可见色素成分基本去除
(呈空泡样)，但表皮的形态结构和细胞框
架完整保留，保证了修复后无瘢痕形成
实验结果
, 百拇医药
Q开关的3种波长激光对豚鼠的棕色皮肤色素细胞及猪的黑色皮肤色素细胞均有明显的破坏作用，激光治疗后皮肤色素即被气化，色素颗粒消失，色素细胞呈空泡状，但色素细胞轮廓的框架仍完整保留，色素细胞周围组织并未受损伤，仍存活。治疗区皮下组织有少量淋巴细胞浸润，原色素细胞残留空腔内很快有组织液渗入，继而有纤维细胞长入(主要为胶原纤维)或压闭。术后7天基本完全修复，形成一个新的较完整的无色素细胞的皮肤层次。在同样的治疗剂量(流量)下，QS1064 nm波长激光对黑色色素效果最好，而QS755nm波长激光对棕色色素更易显效。QS532nm波长激光亦可破坏上述2种色素细胞，但治疗区域皮肤外观发红时间稍长，质感稍硬，病理切片可见较多的胶原纤维增生。普通CO2激光治疗组治疗后可见皮肤整个色素细胞层均消失，皮下组织裸露，缺损区表面由纤维细胞增生修复。液氮冷冻治疗组冷冻后可见皮肤表皮水泡，水泡下部分色素细胞组织仍存在，结构较完整，过度冷冻可使整个表皮层脱落。
讨论
, http://www.100md.com
皮肤色素性疾病，特别是大面积的皮肤色素斑痣的治疗一直是临床上的一个难题。传统的方法有化学剥脱、电烧、冷冻、皮肤磨削、普通CO2激光或红宝石激光、手术切除及植皮等。化学剥脱是用各种化学药物将皮肤浅层病变组织腐蚀剥除，电烧是用电离子手术仪或其它电烧灼器将皮肤病变组织直接烧焦去除，冷冻是用液氮将皮肤浅层组织细胞冻死后使其坏死脱落，皮肤磨削是利用机械力使皮肤病变磨损，普通激光是利用光的热效应进行烧灼。皮肤色素性疾病有一个共同特点，就是病变细胞和正常细胞的相间存在，所以上述各种方法在去除皮肤病变细胞的同时，其间的正常细胞也难免受损，如病变面积小，邻近的上皮细胞还可爬行修复，大面积的色素性病变则遗留瘢痕。手术切除或植皮的方法更是得不偿失。
新型Q开关激光为80年代应用于Nd:YAG激光仪的一种能量输出方式，即在精度开关处，装有可被一定波长的激光饱和吸收离子。Q开关真正的意义为获得的激光脉宽极短，短至几个纳秒(109秒)，而峰值功率相当高，在这样短的瞬间发出1012W/cm2光强密度的激光[4]，称之为超脉冲激光，是一种高强度低能量的激光。此类激光的波长越长，穿透度越大，其生物作用主要是机械作用和强电场而非热作用，以致在完成治疗后无热损伤，可使一些吸收热能的小颗粒(文身墨、黑色素)骤然受热而发生爆破，不损伤周围组织，而细胞框架可被完整地保留下来。在其后的炎症反应过程中，颗粒碎屑被巨噬细胞吞噬，并被排出体外，而被清除了色素颗粒的细胞，可在较完整的细胞框架的基础上，很快得到修复。治疗时Q开关激光只破坏色素颗粒或色素细胞，而邻近的正常细胞不被破坏，因而使损伤降至最小，在去除色素的同时，也把瘢痕产生的可能性降至最低度，是目前治疗皮肤色素性疾病较有效、副作用小的方法。其次是利用了光的特殊波长的互补 原理，QS1064nm对黑色素有效，QS755nm对棕色素效果较好，而QS532nm激光的互补色应为红色，从原理上讲并不适用于治疗皮肤黑色或棕色色素病变。临床上用QS532 nm波长激光治疗者多有继发性色素沉着，考虑用此波长的激光治疗皮肤黑色及棕色色素性疾病可能造成更多的周围正常组织细胞损伤，这与其特殊波长的互补色吸收原则有关。因此，应用Q开关激光技术治疗皮肤色素性疾病可望取得良好的效果，是值得临床试用的一种比较理想方法。
, 百拇医药
参考文献
[1]Christine C,Dierickx.Thermal relaxation of port wine vessels probed in vivo: The need for 1-10-millisecond laser pulse treatment. J Invset Dermaol,1995,105:709714.
[2]Suzanne L Kilmer.The Q-switched Nd:YAG laser effectively treats tattoos -a controlled, dose-response study. Arch Dermatol,1993,129:971978.
[3]Robin Ashinoff.Allergic reactionss to tattoo pigment after laser treatment. Dermatol Surg，1995,21:291294.
[4]刘春利，苑凯华，富强,等.Versapulse 激光治疗皮肤色素性病变的初步应用.世界医疗器械，1997,10：84.
[5]赵艺琳，刘春利，张颍洲，等.激光治疗太田痣的应用研究.中华医学美容杂志，1998,4：122124.
(收稿：1998-10-19), http://www.100md.com