Ученые представили компактный волоконный лазер для фракционного омоложения на основе легированного ионами эрбия активного световода. Благодаря специально подобранной длине волны (1,5 мкм) и энергии импульсов процедура проходит менее болезненно, а восстановление идет быстрее. Работа выполнена сотрудниками Института прикладной физики (ИПФ) РАН.
Фракционное фотоомоложение — новое, быстроразвивающееся направление в биомедицине и лазерной косметологии. В ходе процедуры врач с помощью лазера формирует на коже зоны микрообработки — небольшие отверстия с контролируемой глубиной и диаметром. Клетки вокруг пораженных участков начинают интенсивно делиться, заполняя поврежденные участки. В результате стимулируются процессы омоложения в глубоких слоях дермы.
Также часто применяется углекислотный лазер, выжигающий на поверхности кожи микроотверстия глубиной около 1 мм и диаметром 100-200 микрон. Такое фракционное фотоомоложение называется абляционным, а процесс восстановления после такой процедуры достаточно долгий.
«На рынке есть аналог этого прибора, разработанный американской компанией. В России, насколько нам известно, таких приборов еще нет. Можно сказать, это первый отечественный аппарат для неабляционного фракционного фотоомоложения», — комментирует научный сотрудник лаборатории экстремальной нелинейной оптики ИПФ РАН Максим Коптев.
Аппарат, разработанный российскими специалистами, отличается принципиально новым способом формирования миниатюрных зон воздействия. В основе работы аппарата зарубежной компании лежит непрерывное лазерное излучение, поток которого делится на несколько точек с помощью специального механизма. Исследователи ИПФ РАН предложили использовать импульсный лазер, который распределяется с помощью гальваносканера — небольшого зеркала в рукояти аппарата-манипулы, которое поворачивается под определенным углом и каждый раз отражает свет в новую точку. Глубина зон воздействия и промежуток между ними задается на основе терапевтических показаний.
Еще одно преимущество нового аппарата в том, что волокно, по которому подается излучение, находится в самом «проводе», соединяющем источник и манипулу. Это позволило сделать рукоять легкой и более удобной для использования.
В процессе разработки ученые поставили задачу получить лазер с варьируемой в широких пределах длительностью импульса. При этом он должен обладать высокой мощностью, качеством выходного пучка и прямоугольной формой импульса, а также быть компактным, надежным и эффективным.
«Для омоложения требуется варьировать энергию в импульсе и, соответственно, степень воздействия в зависимости, например, от возраста пациента, типа кожи, а также ожидаемого эффекта (исправить мелкие или глубокие морщины). При этом пиковая мощность импульсов должна быть большой. Таким образом, для слабого воздействия приходится укорачивать лазерный импульс, при этом сохраняя его форму, а это непростая задача. Само воздействие условно — это глубина формирования микротермальных зон коагуляции ткани», — объясняет ученый.
Для этого авторы использовали схемы определенной модуляции лазера накачки и основного лазера. Используемое для изготовления лазера волокно было разработано в Научном центре волоконной оптики РАН совместно с Институтом химии высокочистых веществ РАН.
На данный момент уже собран тестовый образец прибора. Проведены испытания на свиной коже, результаты которых соответствовали показателям зарубежного аналога. В прошлом году аппарат был сертифицирован для косметологического использования.
Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Optics.
Закупка комплектующих для разработки обеспечена частной компанией. Научная часть исследования выполнялась при поддержке Минобрнауки России в рамках программы НЦМУ «Центр фотоники».
Напомним, что научные центры мирового уровня (НЦМУ) созданы в рамках национального проекта «Наука и университеты». На сегодняшний день успешно реализуют свои проекты 17 НЦМУ (три геномных, четыре математических и десять по приоритетам научно-технологического развития России).