ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ВПЛИВУ ЛАЗЕРНОГО ОПРОМІНЕННЯ НА МІКРОЦИРКУЛЯТОРНЕ РУСЛО ДЕРМИ

К. Полковнікова; В. Конопліцький; Л. Фоміна; Ю. Коробко

doi:10.24061/1727-0847.24.4.2025.50

Автор(и)

К. Полковнікова
В. Конопліцький
Л. Фоміна
Ю. Коробко

DOI:

https://doi.org/10.24061/1727-0847.24.4.2025.50

Ключові слова:

дерма; судинні утворення; лазери; лікування; експеримент; морфологія шкіри; патологічні зміни; мікроциркуляторне русло

Анотація

Висока ефективність та безпечність лазерної терапії забезпечують можливість починати лікування на ранніх стадіях захворювань у пацієнтів різних вікових груп, зокрема у педіатричній практиці. Такий підхід дає змогу впливати не лише безпосередньо на патологічний осередок, а й надійно запобігати потенційним ускладненням, що підкреслює важливість досліджуваної проблеми. Притаманні лазерному випроміненню переваги щодо лікування судинних утворень шкіри вимагають подальшого детального вивчення з метою визначення оптимальних умов його застосування – вибору типу лазера, раціональних довжин хвиль, потужності та інших біотехнічних характеристик опромінення.

Мета. Дослідити патологічні зміни судин мікроциркуляторної ланки дерми після одноразового впливу лазерного опромінення зі стандартними параметрами потужності та тривалості, а також визначити їхній зв’язок з інволютивними процесами пурпури шкіри.

Матеріал та методи. Проведено аналіз змін гістологічної будови та характеру тканинних реакцій шкіри після послідовного лазерного опромінення через 30 хвилин (ділянка № 1), 60 хвилин (ділянка № 2) і 90 хвилин (ділянка № 3). Експеримент виконано на морських свинках масою 350,0-400,0 г і віком 6-8 тижнів, вибір яких обґрунтований морфологічною подібністю будови їхньої шкіри до людської. Аналіз динаміки морфометричних параметрів мікроциркуляторної ланки дерми показав певну лінійну залежність між ними та величиною відносної площі стромального набряку – одного з ключових компонентів пурпури шкіри – у всі досліджувані часові проміжки. При цьому площа стромального набряку дерми мала тенденцію до збільшення, незважаючи на зменшення видимих проявів пурпури. Виявлена зворотна залежність між клінічною динамікою поверхневих проявів пурпури та вираженістю морфологічних змін у глибших шарах дерми. Через 60 хвилин після опромінення спостерігалися значніше повнокрів’я, периваскулярний набряк і стаз еритроцитів у судинах мікроциркуляторного русла порівняно з 30-хвилинним інтервалом, на тлі помірних пердіапедезних крововиливів, реактивної запальної інфільтрації та пошкодження структурних компонентів сполучної тканини.

Висновки. Поява пурпури шкіри після одноразового лазерного опромінення може розглядатися як клінічно значущий маркер адекватності вибраних енергетичних параметрів впливу. Порівняння динаміки інволюції пурпури з морфологічними та морфометричними показниками судинних змін у всіх шарах дерми свідчить про швидке поширення патологічних процесів на тлі зростання площі стромального набряку вже на ранніх етапах після опромінення. Отримані результати підтверджують можливість формування циклічних патологічних змін структурних компонентів дерми, насамперед мікроциркуляторної та судинної ланок, після кожного наступного сеансу лазеротерапії в межах індивідуальної програми лікування судинних утворень шкіри.

Посилання

Hoeger PH, Harper JI, Baselga E, Bonnet D, Boon LM, Ciofi Degli Atti M, et al. Treatment of infantile haemangiomas: recommendations of a European expert group. Eur J Pediatr. 2015;174(7):855-65. doi: 10.1007/s00431-015-2570-0.

Li D, Chen B, Wu WJ, Wang GX, He YL, Ying ZX. Experimental study on the vascular thermal response to visible laser pulses. Lasers Med Sci. 2015;30(1):135-45. doi: 10.1007/s10103-014-1631-3.

Li D, Farshidi D, Wang GX, He YL, Kelly KM, Wu WJ, et al. A comparison of microvascular responses to visible and near-infrared lasers. Lasers Surg Med. 2014;46(6):479-87. doi: 10.1002/lsm.22250.

Zhang JZ, Zhang XX, Audette M. A photothermal model of selective photothermolysis with dynamically changing vaporization temperature. Lasers Med Sci. 2011;26(5):633-40. doi: 10.1007/s10103-011-0949-3.

Jia H, Chen B, Li D. Theoretical study on pressure damage based on clinical purpura during the laser irradiation of port wine stains with real complex vessels. Appl Sci. 2019;9(24):5478. doi:10.3390/app9245478.

Jia H, Chen B, Li D. Criteria of pressure and thermal damage during laser irradiation of port wine stains: Which is dominant to vascular lesions? Int J Heat Mass Transf. 2019;132:848-860.

Jia H, Chen B, Li D, Zhang Y. Boundary discretization in the numerical simulation of light propagation in skin tissue: problem and strategy. J Biomed Opt. 2015;20(2):25007. doi: 10.1117/1.JBO.20.2.025007.

Biletsky EV, Petrenko EV, Semeniuk DP. Method for calculating the dissipation energy during the flow of generalized displaced fluid in the channels of technological equipment. J Chem Technol. 2023;31(2):376-84. doi: https://doi.org/10.15421/jchemtech.v31i2.277115.

Passeron T, Maza A, Fontas E, Toubel G, Vabres P, Livideanu C, et al. Treatment of port wine stains with pulsed dye laser and topical timolol: a multicenter randomized controlled trial. Br J Dermatol. 2014;170(6):1350-3. doi: 10.1111/bjd.12772.

Li D, Zhang H, Chen B, Zhao YB, Wu WJ, Yuan Y, Ying ZX. Experimental investigations on thermal effects of a long-pulse alexandrite laser on blood vessels and its comparison with pulsed dye and Nd:YAG lasers. Lasers Med Sci. 2020;35(7):1555-66. doi: 10.1007/s10103-020-02981-9.

Schindl A, Heinze G, Schindl M, Pernerstorfer-Schön H, Schindl L. Systemic effects of low-intensity laser irradiation on skin microcirculation in patients with diabetic microangiopathy. Microvasc Res. 2002;64(2):240-6. doi: 10.1006/mvre.2002.2429.

Schindl A, Schindl M, Schön H, Knobler R, Havelec L, Schindl L. Low-intensity laser irradiation improves skin circulation in patients with diabetic microangiopathy. Diabetes Care. 1998;21(4):580-4. doi: 10.2337/diacare.21.4.580.

Núñez SC, Nogueira GE, Ribeiro MS, Garcez AS, Lage-Marques JL. He-Ne laser effects on blood microcirculation during wound healing: a method of in vivo study through laser Doppler flowmetry. Lasers Surg Med. 2004;35(5):363-8. doi: 10.1002/lsm.20109.

Bixler JN, Hokr BH, Denton ML, Noojin GD, Shingledecker AD, Beier HT, Thomas RJ, Rockwell BA, Yakovlev VV. Assessment of tissue heating under tunable near-infrared radiation. J Biomed Opt. 2014;19(7):070501. doi: 10.1117/1.JBO.19.7.070501.

Lubashevsky IA, Priezzhev AV, Gafiychuk VV. Effective interface dynamics of laser-induced heat diffusion-limited thermal coagulation. J Biomed Opt. 1998;3(1):102-11. doi: 10.1117/1.429867.

Magnain C, Castel A, Boucneau T, Simonutti M, Ferezou I, Rancillac A, et al. Holographic laser Doppler imaging of microvascular blood flow. J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis. 2014;31(12):2723-35. doi: 10.1364/JOSAA.31.002723.

Brandl A, Egner C, Reisser U, Lingenfelder C, Schleip R. Influence of high-energy laser therapy to the patellar tendon on its ligamentous microcirculation: An experimental intervention study. PLoS One. 2023;18(3):e0275883. doi: 10.1371/journal.pone.0275883.

Hohenauer E, Deliens T, Clarys P, Clijsen R. Perfusion of the skin's microcirculation after cold-water immersion (10°C) and partial-body cryotherapy (-135°C). Skin Res Technol. 2019;25(5):677-82. doi: 10.1111/srt.12703.

De Decker I, Klotz T, Vu P, Hoeksema H, De Mey K, Beeckman A, et al. Influence of Moisturizers on Skin Microcirculation: An Assessment Study Using Laser Speckle Contrast Imaging. J Pers Med. 2023;13(10):1507. doi: 10.3390/jpm13101507.

Zecha JA, Raber-Durlacher JE, Nair RG, Epstein JB, Sonis ST, Elad S, et al. Low level laser therapy/photobiomodulation in the management of side effects of chemoradiation therapy in head and neck cancer: part 1: mechanisms of action, dosimetric, and safety considerations. Support Care Cancer. 2016;24(6):2781-92. doi: 10.1007/s00520-016-3152-z.

Yamamoto Y, Kono T, Kotani H, Kasai S, Mito M. Effect of low-power laser irradiation on procollagen synthesis in human fibroblasts. J Clin Laser Med Surg. 1996;14(3):129-32. doi: 10.1089/clm.1996.14.129.

Grossman N, Schneid N, Reuveni H, Halevy S, Lubart R. 780 nm low power diode laser irradiation stimulates proliferation of keratinocyte cultures: involvement of reactive oxygen species. Lasers Surg Med. 1998;22(4):212-8. doi: 10.1002/(sici)1096-9101(1998)22:4<212::aid-lsm5>3.0.co;2-s.

Simhon D, Halpern M, Brosh T, Vasilyev T, Ravid A, Tennenbaum T, et al. Immediate tight sealing of skin incisions using an innovative temperature-controlled laser soldering device: in vivo study in porcine skin. Ann Surg. 2007;245(2):206-13. doi: 10.1097/01.sla.0000232554.13719.10.

Gál P, Mokrý M, Vidinský B, Kilík R, Depta F, Harakalová M, et al. Effect of equal daily doses achieved by different power densities of low-level laser therapy at 635 nm on open skin wound healing in normal and corticosteroid-treated rats. Lasers Med Sci. 2009;24(4):539-47. doi: 10.1007/s10103-008-0604-9.

Bossini PS, Fangel R, Habenschus RM, Renno AC, Benze B, Zuanon JA, et al. Low-level laser therapy (670 nm) on viability of random skin flap in rats. Lasers Med Sci. 2009;24(2):209-13. doi: 10.1007/s10103-008-0551-5.