La durata dell'impulso in nanosecondi è essenziale per la fototermolisi selettiva perché limita l'erogazione di energia a un intervallo di tempo inferiore al periodo di raffreddamento del bersaglio, impedendo al calore di fuoriuscire nei tessuti circostanti. Erogando un'elevata energia più velocemente del tasso di conduzione termica, gli impulsi in nanosecondi creano uno specifico effetto fotoacustico che frammenta le particelle di pigmento anziché semplicemente riscaldarle.
Concetto chiave Per ottenere una distruzione precisa di piccoli bersagli come la melanina senza danneggiare la pelle sana, l'energia deve essere erogata più velocemente di quanto il bersaglio possa rilasciarla. Gli impulsi in nanosecondi ottengono questo risultato utilizzando il meccanismo fotoacustico, che frantuma meccanicamente il pigmento attraverso una rapida espansione termica prima che il calore possa trasferirsi alle cellule adiacenti.
La fisica del confinamento termico
Superare la velocità di trasferimento del calore
Il principio fondamentale della fototermolisi selettiva è che la larghezza dell'impulso laser deve essere inferiore al Tempo di Rilassamento Termico (TRT) del bersaglio.
Il TRT è il tempo necessario affinché un bersaglio perda il 50% del suo calore. Se l'impulso laser è più lungo del TRT, il calore si diffonde nei tessuti sani circostanti, causando ustioni o cicatrici.
Gli impulsi in nanosecondi erogano l'energia così rapidamente che il calore viene effettivamente "intrappolato" nel cromoforo bersaglio.
L'effetto fotoacustico
Mentre gli impulsi più lunghi (millisecondi) si basano su un effetto fototermico (cottura del bersaglio), gli impulsi in nanosecondi inducono un effetto fotoacustico.
Poiché l'energia viene assorbita così rapidamente, la particella bersaglio subisce una rapida espansione termica. Questo crea un'onda d'urto che frammenta fisicamente il pigmento in particelle più piccole.
Questo frantumazione meccanica è molto più efficace per la rimozione di pigmenti esogeni (come l'inchiostro dei tatuaggi) o melanina densa rispetto al semplice riscaldamento.
Specificità per le dimensioni del bersaglio
Abbinamento a piccoli bersagli
La dimensione del bersaglio determina la durata dell'impulso richiesta. I bersagli più piccoli si raffreddano significativamente più velocemente di quelli più grandi.
I singoli granuli di melanina e le particelle di inchiostro dei tatuaggi sono microscopici. Il loro TRT è estremamente breve, spesso nell'ordine dei nanosecondi.
Un impulso di millisecondi sarebbe troppo lento per danneggiare queste minuscole particelle; dissiperebbero il calore tanto velocemente quanto lo ricevevano. Pertanto, la velocità dei nanosecondi è non negoziabile per questi bersagli specifici.
Preservazione dei tessuti normali
Confinando l'energia nel pigmento, la pelle circostante rimane inalterata.
La nota di riferimento principale indica che poiché il calore non ha tempo di trasferirsi, il tessuto circostante rimane a una temperatura inferiore.
Ciò consente un'elevata selettività del trattamento, rimuovendo le lesioni mantenendo l'integrità strutturale della pelle.
Comprensione dei compromessi
Quando i nanosecondi non sono ideali
È fondamentale capire che "più corto" non è sempre "meglio" per ogni applicazione. Gli impulsi in nanosecondi sono strumenti specializzati.
Per strutture più grandi, come i follicoli piliferi, gli impulsi in nanosecondi sono spesso inefficaci. Un follicolo pilifero ha un TRT molto più lungo (decine di millisecondi).
Il rischio di trattamento incompleto
Se si utilizza un impulso in nanosecondi su un bersaglio grande come un follicolo pilifero, si potrebbe frantumare il pigmento nel fusto del capello senza distruggere il follicolo stesso.
Come indicato nei dati supplementari, la depilazione richiede impulsi su scala di millisecondi. Queste durate più lunghe consentono al calore di accumularsi sufficientemente per distruggere le strutture riproduttive del capello, cosa che un impulso in nanosecondi non riuscirebbe a fare.
Fare la scelta giusta per il tuo obiettivo
Per selezionare la tecnologia laser appropriata, è necessario abbinare la durata dell'impulso alle dimensioni e alla fisica del tuo bersaglio specifico.
- Se il tuo obiettivo principale è il trattamento di pigmenti o tatuaggi: Richiedi tecnologia a nanosecondi (o picosecondi) per utilizzare l'effetto fotoacustico e frantumare le piccole particelle prima che si raffreddino.
- Se il tuo obiettivo principale è la depilazione: Richiedi tecnologia a millisecondi per abbinare il tempo di rilassamento termico più lungo del follicolo, garantendo un riscaldamento profondo senza danni superficiali.
La vera selettività si ottiene solo quando la velocità di erogazione della luce corrisponde perfettamente al tempo di raffreddamento del bersaglio.
Tabella riassuntiva:
| Meccanismo dell'impulso | Durata dell'impulso | Effetto primario | Esempi di bersagli | Beneficio chiave |
|---|---|---|---|---|
| Nanosecondi | $10^{-9}$ secondi | Fotoacustico (Meccanico) | Inchiostro per tatuaggi, Melanina, Lentiggini | Frantuma le particelle senza dispersione di calore |
| Millisecondi | $10^{-3}$ secondi | Fototermico (Calore) | Follicoli piliferi, Vasi sanguigni grandi | Distrugge le strutture biologiche tramite accumulo di calore |
| Rilassamento Termico | N/A | Tasso di dissipazione del calore | Piccole particelle (TRT breve) | Determina la velocità dell'impulso richiesta |
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Riferimenti
- Avdulaj Arminda, Arminda Ann. Non-Invasive, Non-Aggressive Approach for Managing Visible Facial and Neck Lesions. DOI: 10.29011/2574-7754.101688
Questo articolo si basa anche su informazioni tecniche da Belislaser Base di Conoscenza .
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