IL FASCINO DELLA LUCE LASER

1. IL FASCINO DELLA LUCE LASER Prof. Dott. Ing. Antonino IARIA Docente di “FISICA del LASER” II Università di “Tor Vergata” Cattedra di Medicina MASTER DI MEDICINA ESTETICA Email: generale_03@libero.it

2. DANGER CENNI INTRODUTTIVI • L.A.S.E.R. • DIFFUSIONE DEI LASER • NECESSITÀ DI PROTEZIONE PER GLI OCCHI E LA PELLE

3. SCHEMA DI UN LASER

4. CARATTERISTICHE DELLA LUCE EMESSA DA UN LASER • MONOCROMATICITÀ • COERENZA • DIREZIONALITÀ • BRILLANZA

5. SPETTRO DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE

6. FREQUENZE OTTICHESPETTRO DEL LASER ULTRAVIOLETTO AZOTOλ = 0.337 μm ARGON λ = 0.48 μm RODAMINA λ = 0.59 μm KRIPTON λ = 0.64 μm ELIO-NEON λ = 0.663 μm RUBINO λ = 0.69 μm VISIBILE ARSENIURO DI GALLIO λ = 0.84 μm NEODIMIO YAG λ = 1.06 μm MISCELADI IDROGENO E FLUORO λ = 3 ÷ 10 μm ANIDRIDE CARBONICA λ = 10.6 μm INFRAROSSO

7. CLASSIFICAZIONE DEI LASER Pericolosità = F(λ, t, T, Q, P, Ф, a, N) Classe 1 (laser esenti) Classe 2 (basse potenze nel visibile) Classe 3A (basse potenze,  λ) Classe 3B (potenze < 0.5 W) Classe 4 (alte potenze)

8. Ei Ei O.D.= log10 Et MPE DENSITÀ OTTICA O.D. I PROTETTORI OCULARI DEVONO ESSENZIALMENTE • Salvaguardare l’occhio (sufficiente attenuazione) • Consentire la visione (elevata trasmittanza nel visibile) { PARAMETROBASE REQUISITO DI SICUREZZA Et  MPE O.D.= log10

9. EFFETTI BIOLOGICI DELLA RADIAZIONE LASER

10. INTERAZIONE DELLE RADIAZIONI LASER CON I TESSUTI VIVENTI L’interazione fra il raggio laser e i tessuti viventi si svolge attraverso meccanismi osservabili anche sulla materia inanimata, come ad esempio l’assorbimento e la dispersione. • A seconda della potenza del laser, della durata dell’irraggiamento, come pure della proprietà dei tessuti, si verificano i seguenti effetti: • riscaldamento dei tessuti • accelerazione dei processi fisiologici • aumento delle velocità della mitosi • disidratazione e raggrinzimento del tessuto (reversibile) • denaturazione irreversibile delle preteine • termolisi, carbonizzazione • evaporazione del tessuto

11. ASSORBIMENTO A seconda del tipo di sostanze e del contenuto d’acqua, il raggio laser presenta differenti coefficienti di assorbimento nei vari tipi di tessuto. Tale assorbimento è fortemente legato alla lunghezza d’onda DISPERSIONE A causa delle disomogeneità ottiche del tessuto, il raggio laser in gran parte non si propaga in linea retta, come in aria ma si verificano numerosi processi di dispersione che causano frequenti cambiamenti di direzione. La dispersione dipende in gran parte dalla lunghezza d’onda e dal tipo di tessuto

12. DANNI BIOLOGICI E LESIONI La radiazione laser è estremamente pericolosa, in quanto può non presentarsi dolore o disagio anche dopo molte ore di esposizione. PARTE DEL CORPO PIÙ ESPOSTA A LESIONI DA LASER: OCCHIO CORNEA RETINA A lunghezze d’onda maggiori la cornea, costituita essenzialmente di acqua, risulta più severamente danneggiata. Responsabili di danneggiamenti di questo tipo sono i laser a CO2, che emettono vicino all’infrarosso a circa 10,6 μm. TIPI DI LESIONI • BRUCIATURA RETINICA • VESCICHE • PERFORAZIONE CORNEA • NECROSI DEL TESSUTO • LASER He-Ne – EPITELIO RETINICO • LASER A RUBINO – ESPLOSIONE DELL’EPITELIO RETINICO

13. EFFETTI SULLA RETINA 1. Termo-acustico: Espansione termica, onde di pressione (transienti acustici) deleterie per i tessuti anche a distanza. 2.Termico: Assorbimento di calore, denaturazione delle proteine. 3.Foto-chimico: Cattura di quanti di energia, attivazione molecolare.

14. PUNTI DI ASSORBIMENTO RETINA: Radiazione nel visibile e nel vicino infrarosso (400 – 1400 nm) CORNEA: Radiazione nel lontano infrarosso (3 μm – 1 mm) e nel medio ultravioletto CORNEA E CRISTALLINO: Radiazione nel vicino ultravioletto (320 – 390 mm) e nel medio infrarosso (1,4 – 3 μm)

15. RISCHI PER L’OCCHIO Le strutture dell’occhio più esposte a lesioni sono: • la retina, per lunghezze d’onda comprese nel visibile ed infrarosso (400 nm - 1.4 μm); • la cornea, per lunghezze d’onda comprese nel medio ultravioletto (200 - 315 nm) e nell’infrarosso lontano (3 μm - 1mm) • la cornea ed il cristallino, per lunghezze d’onda nel vicino ultravioletto (320 - 390 nm) e nel medio infrarosso (1.4 - 3 μm)

16. APPLICAZIONI IN OCULISTICAFOTOCOAGULAZIONE La fotocoagulazione è quella tecnica che vede: l’impiego della luce laser che agisce a livello dell’epitelio pigmentato retinico. • Provoca un brusco innalzamento della temperatura; • Un effetto di coagulazione tissutale Laser ad Argon 476 nm Fotocoagulatori impiegati Laser a krypton 648 nm Dye laser 640 nm Questi laser emettono in regime continuo {

17. EFFETTI TERAPEUTICI DOVUTI AL TRATTAMENTO LASER DI FOTOCOAGULAZIONE FOTOCOAGULATORI IMPIEGATI Laser: ARGON-KRIPTON E DYE Tali fotocoagulatori hanno effetti biomedicali sulle seguenti patogenesi: • obliterazione vascolare • macula • retinopatia • cataratta • fibrosi retino-vitreale I fotocoagulatori hanno la possibilità di raggiungere il piano retinico con uno scattering molto limitato

18. EFFETTI TERAPEUTICI DOVUTI AL TRATTAMENTO LASER DI FOTOCOAGULAZIONE FOTOCOAGULATORI IMPIEGATI L’impiego dell’Argon laser nello spettro blu-verde pari a 514 nm, deve essere evitato poiché tale finestra ottica è responsabile di danneggiare la sensibilità cromatica dell’occhio. NO LASER ARGON BLU - VERDE

19. APPLICAZIONI CLINICHE DELLA FOTOABLAZIONE La fotoablazione è una tecnica chirurgica che impiega laser ad eccimeri capace di generare luce coerente ad altissima potenza intrinseca tale da rompere selettivamente alcuni tipi di legami molecolari tissutali trasformandoli in frammenti volatili. Tale tecnica chirurgica è impiegata principalmente nella microchirurgia della cornea. VANTAGGI DELLA FOTOABLAZIONE • Precisione nella asportazione micrometrica di tessuto corneale; • Massima affidabilità e sicurezza terapeutica; • Asportazione di opacità corneali.

20. APLICAZIONI CLINICHE DELLA FOTORESEZIONE Il laser impiegato in tale tecnica è un Nd-YAG 1.06 nm, pulsato Tale radiazione è trasferita al biomicroscopio da un sistema di specchi accoppiati otticamente in maniera da avere la minore perdita di energia radiante. Non è possibile impiegare fibre ottiche a causa dell’elevata energia prodotta e quindi del danno biologico che ne deriverebbe ai tessuti limitrofi.

21. LASER AD ECCIMERI SCHEMA DI UN LASER AD ECCIMERI

22. LASER AD ECCIMERI CARATTERISTICHE DI UN LASER AD ECCIMERI: • Energia per impulso: 0.1 - 1 J • Frequenza di ripetizione: fino a 500 Hz • Efficienza: > 2 % • Durata dell’impulso 10 - 40 ns • Potenza media: > 100 W • Potenza di picco: > 100 MW • Lunghezza d’onda: ArF 193 nm KrF 248 nm XeCl 308 nm XeF 351 nm

23. DIFFERENZA TRA UN LASER AD ECCIMERI E I LASER A CO2 E YAG I Laser a CO2 e YAG (10.6 e 1.06 μm rispettivamente) inducono un eccitazione di tipo termico. La radiazione ultravioletta emessa da un laser ad eccimeri interagisce invece direttamente con i livelli elettronici consentendo di dissociare le molecole che costituiscono il materiale mediante pochi fotoni. La rimozione di materiale avviene per “ablazione” ed essendo esigua l’apporto termico fornito risulta limitata la zona termicamente alterata.

24. LASER A ECCIMERI La differenza principale tra il laser ad eccimeri e i laser a CO2 e YAG usati attualmente per le applicazioni in campo industriale è la lunghezza d’onda della radiazione emessa. È noto che i laser CO2 e YAG emettono a 10.6 e 1.06 μm rispettivamente, inducono un’eccitazione di tipo termico poiché vanno ad interagire con i livelli energetici vibro-rotazionali dei materiali. La radiazione ultravioletta emessa da un laser ad eccimeri interagisce invece direttamente con i livelli energetici elettronici ed è quindi possibile ionizzare, eccitare elettronicamente e dissociare le molecole che costituiscono il materiale mediante pochi fotoni. Queste reazioni non-termiche di tipo fotochimico sono molto importanti nell’interazione con molecole in fase gassosa, polimeri, materie plastiche e tessuti biologici. La lunghezza d’onda molto corta emessa dai laser ad eccimeri consente inoltre di riprodurre strutture molto piccole con una risoluzione molto elevata. In teoria la radiazione laser ad eccimeri può essere focalizzata fino a circa 0,2 μm, un fattore 50 migliore di un laser a CO2

25. ASTIGMATISMO Difetto refrattivo dovuto all’alterazione di curvatura della cornea, per cui gli oggetti osservati risultano leggermente deformati ed appaiono più larghi di quello che sono in realtà. Oggi, oltre a tecniche chirurgiche di correzione (cheratomia tangenziale), si impiega un laser ad eccimeri. Tale raggio laser, sparato sulla cornea per pochi secondi riesce a rimettere a fuoco la vista. L’impiego di tale laser ad eccimeri è altresì indicato per alcune correzioni di miopia che sostituiscono il ricorso a tecniche chirurgiche di: • cheratomia radiale (incisioni della cornea con tagli a raggiera) • cheratomileusi (molatura della cornea) • lansectomia (asportazione del cristallino) • epicheratofachia (trapianto corneale)

26. RAGGIO LASER CONTRO L’ASTIGMATISMO Viene impiegato il laser infrarosso, non visibile, che con impulsi di un millesimo di miliardesimo di secondo a bassa energia consente di variare la curvatura della cornea in modo da riportare le immagini a fuoco sulla retina. Il raggio laser viene indirizzato autonomamente dal computer che attraverso un sofisticato sistema elettronico insegue tutti i movimenti dell’occhio se il paziente non è fermo. Il raggio laser agisce a livello molecolare, le cellule colpite vengono letteralmente volatilizzate, si tratta di una serie di impulsi ripetuti, con il fascio di luce che ad ogni impulso annienta un micron di materia. Per l’intervento bastano pochi minuti, in anestesia locale, con recupero visivo immediato.

27. Il LASER in Medicina Esteticaed in Chirurgia EsteticaAnche l’occhio vuole la sua partepulchrum est solum quod est pulchrum

28. PARAMETRI DEL RAGGIO ELETTROMAGNETICO IRRADIATO DA UNA APPARECCHIATURA LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) OPPURE IPL (Luce Intensa Pulsata) • LUNGHEZZA D’ONDA (nm): dipende dal mezzo attivo del LASER o dal filtro di selezione della lunghezza d’onda usato per l’IPL. • FLUENZA o “densità di energia” (Joules/ cm2) = energia (Joules) / unità di superficie (cm2) : dipende dalla energia erogata dalla macchina e dal diametro dello spot • POTENZA (Watt) = energia (Joules) x unità di tempo (secondi); dipende dalla energia erogata dalla macchina e dalla durata dell’impulso.

29. PARAMETRI DEL RAGGIO ELETTROMAGNETICO IRRADIATO DA UNA APPARECCHIATURA LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) OPPURE IPL (Luce Intensa Pulsata) • IRRADIANZA o “densità di potenza” (Watt/cm2) = potenza (Watt) / unità di superificie (diametro dello spot); dipende dalla energia erogata dalla macchina, dalla durata dell’impulso e dal diametro dello spot. • Tipo di impulso : continuo, pulsato, pseudo – continuo (se le pause fra gli impulsi sono di durata piccolissima dell’ordine di nanosecondi)

30. CARATTERISTICHE DEL BERSAGLIO ED EFFETTI DEL RAGGIO ELETTORMAGNETICO SUL BERSAGLIO • VELOCITA’ DI ASSORBIMENTO DELL’ENERGIA: è dell’ordine di nanosecondi e dipende dalle caratteristiche fisico – chimiche del bersaglio e dalla lunghezza d’onda. L’energia assorbita viene trasformata per la maggior parte in energia termica (calore), ma anche meccanica (es. vaporizzazione ed esplosione del bersaglio) e chimica (ad es. l’energia degli UV assorbita dal DNA determina la formazione di dimeri di timidina). • EFFETTI TERMICI: dipendono dalla T raggiunta dal bersaglio; coagulazione, carbonizzazione, evaporazione.

31. CARATTERISTICHE DEL BERSAGLIO ED EFFETTI DEL RAGGIO ELETTORMAGNETICO SUL BERSAGLIO • PICCHI DI ASSORBIMENTO DEI COMPONENTI TESSUTALI: dipendono dalle caratteristiche fisico – chimiche del bersaglio; ad es. : ACQUA (infrarossi), OSSIEMOGLOBINA (intorno a 490 e 590 nm, blu – verde e giallo), MELANINA (l’energia assorbita decresce con l’aumentare della lunghezza d’onda, rapporto ottimale intorno a 800 nm).

32. CARATTERISTICHE DEL BERSAGLIO ED EFFETTI DEL RAGGIO ELETTORMAGNETICO SUL BERSAGLIO • FENOMENI DI DISPERSIONE DELL’ENERGIA: non tutta l’energia irradiata viene assorbita dal bersaglio; una parte viene dispersa per trasmissione, riflessione/rifrazione del raggio incidente, oppure per conduzione del calore derivante dall’energia assorbita, oppure per assorbimento dell’energia da parte degli strati sovrastanti al bersaglio; ad es. il fototipo cutaneo ( da 0 a 5: albini, rossi, biondi, castani, mori, negri): la melanina presente nello strato corneo assorbe una parte dell’energia indirizzata al bersaglio costituito ad es. dai capillari di un angioma piano.

33. CARATTERISTICHE DEL BERSAGLIO ED EFFETTI DEL RAGGIO ELETTORMAGNETICO SUL BERSAGLIO • TRT ( TEMPO DI RILASSAMENTO TERMICO): il tempo che il bersaglio (es. emoglobina, melanina, acqua), raffreddandosi, impiega per dimezzare il calore sviluppato. Dipende soprattutto dal volume del bersaglio, aumentando in modo direttamente proporzionale al quadrato del diametro, per cui bersagli molto piccoli hanno un TRT piccolissimo (es.: melanosomi 50 – 100 nanosec.; capillari di 20 – 60 micron 0.15 – 3 millisec.;): dunque durate dell’impulso molto brevi hanno loscopo di evitare che il calore si accumuli più del necessario e si diffonda ai tessuti sani circostanti danneggiandoli.

34. LASER IMPIEGATI IN CHIRURGIA ESTETICA • Laser a CO2 10,6 μm • Laser ad ERBIUM • Laser a Diodi Semiconduttori (LED) riduzione/cancellazione cicatrici macchie cutanee teleangioctesie segni di capillari attenuazione cellulite

35. LASER IMPIEGATI IN CHIRURGIA ESTETICA • Laser ad ALEXANDRITE • Laser a diodo superpulsato ad infrarosso epilazione dolori reumatici allineamento ed aumento dei fibroblasti il colore bersaglio è il verde

36. LASER IMPIEGATI IN CHIRURGIA ESTETICA • Laser a diodi 808 nm • Laser Nd. YAG 1,06 μm lesioni benigne vascolari e pigmentate del volto lesioni vascolari arti inferiori tecniche di ringiovanimento del volto varici reticolari ed arti inferiori

37. APPLICAZIONI LASER & CHIRURGIA ESTETICA • protocollo di trattamento per resurfacing facciale con LASER a HERBIUM • epilazione con LASER ad ALEXANDRITE • epilazionepermanente con LASER a SEMICONDUTTORI

38. APPLICAZIONI LASER & CHIRURGIA ESTETICA • trattamento lesioni benigne vascolari e pigmentarie del volto con • LASER a DIODI di 808 nm • applicazioni di skin resurfacing con • LASER ERBIUM:YAG VSP (Variable Square Pulse) • trattamento con LASER COMBINATO contro l’invecchiamentocutaneo

39. APPLICAZIONI LASER & CHIRURGIA ESTETICA • terapia LASER endovasale : nuovo approccio terapeutico per le varicosità reticolari • trattamento LASER di cicatrici ipertrofiche e chelotiche

40. IL LASER ANTICELLULTE La cellulite insorge quando, a causa di alterazioni ormonali o del metabolismo, si crea una situazione di squilibrio tra la QUANTITÀ DI SIERO TRASUDATO dai capillari e la CAPACITA’ DI RIASSORBIMENTO del sistema linfatico. OCCORRE ripristinare l’elasticità delle pareti dei capillari sanguigni e linfatici per ricreare il corretto scambio di liquidi.

41. COME FUNZIONANO I VARI TIPI DI LASER LASER A CALDO ablativo non ablativo Vaporizza e disgrega il tessuto bersaglio, penetrando in profondità e scaldando la parte Emanato ad impulsi brevissimi non scalda i tessuti circostanti e agisce a livello superficiale LASER A FREDDO non ablativo

42. L’AZIONE SULLA CELLULITE 1. rinforza le pareti dei capillari sanguigni e linfatici LASER A DIODO SUPERPULSATO AD INFRAROSSI 2. sotto l’azione del calore i fibroblasti intensificano la loro attività 4. le fibre del derma, moltiplicandosi, conferiscono una maggiore elasticità ai tessuti con evidente miglioramento estetico 3. gli adipociti si sgonfiano per effetto della nuova funzionalità del derma

43. CORIUM 400 Il CORIUM 400 è un laser cosmetico a stato solido, un diodo pompato a 532 nm, che permette di ottenere ottime performances nel trattamento di lesioni ed imperfezioni vascolari e pigmentatedella pelle manipoli variabili da 100 a 1500 microns Concepito in modo da combinare dimensioni e tempi di rilassamento del tessuto da colpire ampiezza e ripetizione di impulso variabile

44. CORIUM 400 ampiezza di impulso adattabile in msec. produce la coagulazione dei vasi sanguigni uniformemente, risparmiando il tessuto circostante tavola di assorbimento la lunghezza d’onda di 532 nm è ben assorbita dalla emoglobina ossigenata, offrendo una modalità superiore di trattamento per le lesioni vascolari IL CORIUM E’ IN GRADO DI TRATTARE UNA GRANDE VARIETA’ DI LESIONI VASCOLARI E PIGMENTATE DELLA PELLE, INCLUSA LA TELANGECTASIA FACCIALE, I CAPILLARI ALLE GAMBE E LE MACCHIE SOLARI

45. CORIUM 600 • Il CORIUM 600 possiede tutte le caratteristiche del CORIUM 400 • laser a stato solido a 532 nm ad elevato livello di assorbimento dell’emoglobina • manipoli variabili da 100 a 1500 microns • ampiezza e ripetizione di impulso variabile • lunghezza d’onda pura nel verde CON 6 WATTS DI POTENZA CONSENTE DI DIMEZZARE I TEMPI DI ESPOSIZIONE NEL TRATTAMENTO DELLE LESIONI VASCOLARI E PIGMANTATE DELLA PELLE INOLTRE

46. STENDHAL • Laser a Nd:YAG a 1064nm e 532nm • Durata d’impulso 2ms-30ms • Frequenza di ripetizione 1Hz,2Hz • Sistema di generazione del fascio a fibre ottiche • SPOT SIZE regolabile da 1 a 5 mm Lesioni vascolari Lesioni pigmentate Trattamento delle vene degli arti inferiori

47. SISTEMA CELLULESS • Laser a diodi di potenza: selezione dell’aspirazione in modo continuo, pulsato e superpulsato per regolare la potenza in modo ottimale • Scanner computerizzato permette di trattare ampie aree assicurando l’emissione dell’esatta quantità di energia al tessuto EPIDERMIDE: rimozione cellule morte DERMA: stimolazione linfatica e venosa IPODERMA: azione tessuti e liquidi, eliminazione tossine MUSCOLO: tonificazione ADIPE PROFONDO: rilancio dagli scambi intracellulari

48. EPILAZIONE PERMANENTE LASER ASSISTITA LASER IMPIEGATI LASER A RUBINO AD IMPULSO LUNGO (694 nm) LASER A DIODO PULSATO (800 nm) LASER AD ALESSANDRITE AD IMPULSO LUNGO (755 nm) Q-SWITCHED AD IMPULSO LUNGO LASER NEODIMIO-YAG (1064 nm)

49. EPILAZIONE PERMANENTE LASER ASSISTITA NOTA: il trattamento va RIPETUTO a distanza di tempo variabile tra le 4 e le 6 settimane . Di solito sono necessarie 6-8 sedute per ottenere un’epilazione permanente NOTA: l’epilazione laser è un trattamento valido, indolore e sicuro ma NECESSITA DI UNA VALUTAZIONE SERIA del paziente e di una PROFONDA CONOSCENZA della metodica laser da parte del personale medico, in quanto non scevra da possibili rischi e complicanze

50. APPLICAZIONI PER SPECIALITA’ – Chirurgia Estetica