Ученые ИПФ РАН создали волоконный лазер для фракционного фотоомоложения

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 задаются 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).