十秒速递:
CO2激光能高效消融干燥组织,遇水吸收,精准度高
CO2激光能抑制成纤维细胞、肌成纤维细胞活性,抑制胶原生成,血管化内皮移行及上皮植入
CO2激光术中能止血、无水肿,延迟创面愈合,减少术后瘢痕
CLASS手术利于CO2激光特性,确保青光眼手术更安全、更精准、更有效
二氧化碳(CO2)激光目前已被广泛运用到了眼科、耳鼻喉科等领域。本篇文章主要研究了CO2激光治疗后的伤口愈合问题,以及CO2激光的具体应用。
激光与组织特性
由于激光波长和组织吸收特性(图1),CO2、氩、磷酸钛氧钾(KTP)和钇铝石榴石(YAG)激光均适用于眼耳鼻喉科的某些应用(表1)。虽然激光功率水平和焦点大小的变化会导致不同程度的组织破坏,但功率密度与破坏的关系不一定是线性的,如“失速”现象(某些激光增加炭化的结果)和等离子体形成(激光组织电离导致散射增加)等实际上可以保护组织免受烧蚀。即使是激光传输模式(连续波与各种脉冲方法)也可能对组织造成的热损伤量至关重要。
图1 与普通激光波长相比,各种组织成分的近似电磁波长吸收曲线。*=近似吸收范围
伤口愈合阶段
简单地说,传统的伤口愈合是一个连续的过程,从最初的损伤和炎症期开始,经过肉芽化/增殖期,再到重构期,直至最后疤痕形成(图2)。
图2 伤口愈合的主要阶段和事件
CO2激光与软组织
初始损伤
由于在水中的高吸收,CO2激光通过加热蒸发细胞内和细胞外的水来烧蚀或切割组织。这种蒸发导致细胞破坏和细胞外蛋白质的变性。1976年,Mihashi和同事指出,CO2激光诱导的伤口特征是由坏死和碳化碎片组织排列成的“环形山”,周围有不同的组织破坏区域。将这些区域与常规烧伤伤口的损伤区域进行比较,并命名为(1)热凝固,(2)热分解,(3)可逆性细胞损伤,(4)正常组织(图3)
图3 显示组织破坏区域的CO2激光伤口示意图
重要的是,Mihashi和同事们指出,淋巴管和血管在热凝固区是“密封”的。在密封直径达0.5毫米的淋巴管和血管时,CO2激光可实现出色的止血效果,将局部水肿降至最低,有效防止恶性肿瘤的细胞经血道或淋巴道扩散。还有部分学者认为,可能是由于激光对神经类似“凝固作用”,使得一些患者手术后反映激光手术疼痛最低。
与手术刀伤口相比,激光加热引起的初始组织坏死和碳化可能导致愈合延迟。CO2激光伤口愈合的延迟确实是多因素的,涉及伤口愈合的各个阶段。组织修复的所有正常阶段(炎症、肉芽化和上皮化)发生在激光损伤中,但进展速度似乎慢于传统手术刀伤口。激光伤口愈合的早期延迟通常在后期得到克服,并且似乎不会对长期结果产生影响。
炎症期
激光伤口早期释放炎症介质可能相对较少。许多研究表明CO2激光伤口的早期水肿和炎症比传统手术要少。
在传统的伤口愈合中,炎症期始于最初的损伤和血液和液体外渗到伤口空间。由此产生的血液凝固级联反应导致炎症介质的释放。激光诱导的伤口,具有显著的止血效果,激光伤口上的渗出层能够保护伤口免受外部刺激和炎症的影响,尤其是在上呼吸消化道。
激光创伤中早期炎性细胞浸润的减少具有深远的影响。除了巨噬细胞活性降低外,成纤维细胞和肌成纤维细胞的浸润和活性也降低。因此,CO2激光术后坏死组织、蛋白质和胶原清除缓慢,导致愈合延迟,减少疤痕和收缩。
增殖期
伤口愈合的增殖/肉芽化阶段涉及纤维连接蛋白和胶原合成、细胞外基质重建、内皮迁移和血管生成、肉芽组织形成和再上皮化。该阶段涉及的关键细胞是巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞和上皮细胞。
成纤维细胞分泌纤维连接蛋白和胶原用于伤口重建和加固。这些重要的细胞在重构期也分化为肌成纤维细胞用于伤口收缩。早期成纤维细胞抑制也可能与伤口愈合的复杂免疫激素系统的破坏有关。在CO2激光伤口中观察到的延迟血管生成也有类似的抑制机制。
血管生成依赖于吸引内皮细胞的趋化活性,然后内皮细胞沿着纤维连接蛋白复合物增殖和迁移。与血管生成的内皮细胞迁移延迟相似的是,所有组织成分的CO2激光再上皮化的延迟是被长期公认的,上皮细胞似乎对激光照射最敏感。
重构期
重构期是伤口愈合的最终共同途径。在此阶段,伤口发生收缩,涉及成纤维细胞、肌成纤维细胞、纤维连接蛋白和肌动蛋白。
多年来,许多学者对CO2激光伤口愈合过程中出现的伤口收缩(wound contraction)和特征性疤痕抗拉强度(scar tensile strength)进行了研究。除了应用于接受过多激光照射的受体床上的皮肤移植物外,大多数研究者发现,与常规伤口愈合相比,CO2激光伤口收缩显著降低(图4)。并且就再上皮化率而言,似乎将CO2激光伤口的最初坏死碎片清创可以为CO2激光手术产生更好的早期伤口强度。(图5)。
图4 两项研究中激光与手术伤口的抗拉强度,均未对伤口进行初始清创
图5 对最初激光伤口进行清创后,激光与手术伤口的抗拉强度
CO2激光在其他软组织中的应用
用激光照射进行的伤口愈合研究大多数都涉及CO2激光和软组织,主要是皮肤或粘膜。在所有病例中,碳化残留物的存在与更广泛的纤维化和更长的愈合过程有关。Fry等比较了用激光、电烙术和手术刀在受体床上移植的皮肤愈合情况,发现移植物摄取的百分比和伤口收缩的缺乏与最初产生的炎症渗出量成正比。
软组织中的其他激光
氩、KTP 532和Nd:YAG激光手术后的伤口愈合研究不如CO2激光伤口愈合广泛。氩激光和KTP激光是可见光谱激光,对色素和血管病变起到光凝作用。使用这些波长进行软组织消融的尝试结果不如人意,因为在愈合过程中遇到了严重水肿、伤口扩张、延迟再上皮化和广泛纤维化。
CO2激光与骨骼
骨内CO2激光照射与软组织所见的同样延迟愈合有关,但多数研究表明,愈合进展有序。
激光血管及神经吻合
大量文献报道,CO2激光(毫瓦)可以成功地将几乎任何含有胶原的管状结构“焊接”在一起。这种“焊接”的机制似乎是一种热融合,即蛋白质(胶原、弹性蛋白、肌肉)首先通过激光加热变性,然后随着“焊接”部位的冷却而均匀化。
总结
愈后的CO2激光伤口比手术刀伤口的疤痕收缩要少。初始激光伤口清创、激光治疗过程中的组织冷却技术以及脉冲激光传输模式似乎都能对伤口带来更快、更有利的愈合效果。CLASS手术平台作为CO2激光在眼科领域的卓越突破,目前已在全球超过20个国家和地区应用,中国超过100位医生临床应用,在开角型青光眼、青白联合治疗中获得突出疗效。CLASS利用CO2激光高效消融干燥组织,遇水吸收的特性避免穿透前房,精准度高,安全性强,并且能止血、无水肿,延迟创面愈合,减少瘢痕收缩,为青光眼治疗提供了更优的选择。
文献来源
David A. Hendrick, MD, and Arlen Meyers, MD, MBA: Wound healing after laser surgery. Wound Healing For the Otolaryngologist-head and Neck Surgeon, volume 28 No.5- October 1995