Las propiedades Ópticas del tejido graso subdÉrmico

Rox Anderson y otros.
Selective Phothermolysis of Lipid-Rich Tisúes: A Free Electrón Láser Study Wellman Center of Photomedicine, Hardward Medical School, Boston. Massachusetts

La Fototermólisis Selectiva es el principio de aplicación de la tecnología láser para tratar tejidos que absorben la luz más intensamente que los tejidos circundantes. Tanto el tipo de luz como el objetivo condicionan la Fototermólisis Selectiva. Cada láser se caracteriza por su longitud de onda. En cada tejido objetivo del tratamiento hay una absorción preferencial para una longitud de onda determinada. El ancho de pulso o la duración de cada emisión, tendrá que ser más corto que la duración del tiempo de relajación térmica del tejido para asegurar que el calentamiento queda circunscrito al objetivo sin afectar a los tejidos vecinos.

Esta técnica, asociando normalmente un sistema de enfriamiento para evitar el calentamiento de la superficie cutánea, se realiza con éxito en tratamiento de malformaciones vasculares, lesiones pigmentadas, tatuajes, pelo pigmentado, glaucoma, lesiones laríngeas, etc.

En todas estas aplicaciones, se ha empleado luz del espectro visible o del infrarrojo cercano en forma de luz láser o de luz pulsada intensa, para producir transiciones por absorción de fotones en el “tarjet” o cromóforo (hemoglobina, oxi-hemoglina, melanina, tinta, etc.).

La Fototermólisis Selectiva no se ha desarrollado usando las bandas vibracionales de absorción que existen a nivel de los espectros de emisión del infrarrojo.

El infrarrojo lejano se considera una región del espectro electromagnético que cuenta con una huella digital molecular; ya la absorción de esta emisión produce vibraciones muy intensas y estrechas en las estructuras de los enlaces químicos.

Aunque la teoría de la Fototermólisis Selectiva se podría aplicar en aplicaciones de longitudes de onda superiores a 2500Nm, pero la realidad es que a estas longitudes de onda su utilidad está limitada por la importante absorción por el agua que evita que los fotones penetren más allá de 0.1 mm. en los tejidos.

Por el contrario, entre los 900-2800 NM se encuentra el rango de longitudes de onda de mayor penetración, específicamente en el entorno de los 1200 Nm. Pero en esta región del espectro la absorción es baja porque la energía de los fotones es menor que la energía de transición electrónica en la mayor parte de las moléculas orgánicas y el scattering óptico son bajos. En esta banda hay zonas suaves de absorción vibracional que consisten en variaciones sobre las formas fundamentales de absorción, responsables de la absorción fuerte del infrarrojo lejano.

En este estudio se analizan las posibilidades de la Fototermólisis Selectiva de tejidos ricos en lípidos, estimulando las bandas de absorción vibracional.

Los lípidos contienen muchos enlaces CH y CH2. Y los tejidos ricos en lípidos suelen ser bajos en contenido en agua comparados con otros tejidos. Por lo tanto, una parte de la estrategia consiste en usar las bandas vibracionales de los lípidos que se encuentran entre las bandas dominantes de absorción del agua.

** La mayor parte de las moléculas sintetizadas por los organismos vivos son óptimamente activas (con predominancia de los L-aminoácidos sobre los D-aminoácidos). Los enlaces CH y CH2 son potenciales bandas de absorción vibracional.

El comportamiento rotatorio de las macromoléculas se debe a:

• La existencia de estructuras primarias asimétricas.

• La existencia de muchos biopolímeros helicoidales.

• Las estructuras terciarias de las macromoléculas.

Por ello la absorción molecular está vinculada al dicroísmo circular. El comportamiento de una luz polarizada emitida sobre una especie de macromolécula ópticamente activa es distinto si es aminoácido D o L (Dextrógiro o Levógiro). Por ello se considera que existe una “huella dactilar” en cada enlace molecular que emite en resonancia distinta y son identificables.

El fenómeno del Dicroísmo dentro del campo de la óptica tiene dos acepciones que están relacionadas pero son diferentes. Un primer fenómeno es la capacidad de algunos materiales en fraccionar un haz de luz policromática en varios haces monocromáticos de distintas longitudes de onda. Y no es lo mismo que el efecto de dispersión difractiva. El segundo fenómeno hace referencia a la propiedad de los materiales que al recibir la emisión de un rayo de luz en diferentes planos de polarización tienen un nivel de absorción en distinta proporción tras la reflexión.

En este estudio, inicialmente se ha observado que existe un espectro de absorción de grasa humana y agua en las tres bandas en las que la absorción de la grasa es mayor que la del agua:

 915 Nm
1210 Nm
1720 Nm

También se ha observado que la capacidad de calentamiento y de conducción térmica de la grasa es menor que la del agua con lo cual esto tiende a favorecer el calentamiento de la grasa.

Dr. Serge Mordon. INSERM. Lille University Hospital, Lille. Francia Modelo Matemático para Láserlipolisis

En su trabajo, el Dr. Serge Mordon cuantifica la energía láser precisa para inducir efectos de lipólisis.

Mediante la emisión de luz láser a 1064 o 980Nm, a potencia de 6 w y desplazando la fibra óptica a 10 cm/seg., alcanza una temperatura superficial de 41ºC, con una ubicación de la misma a 8 mm. de profundidad en tejido graso.

La emisión láser es transmitida a los adipocitos que absorben la energía, expanden su volumen y finalmente se rompen, mostrándose en los análisis histológicos que existe daño celular reversible (tumefacción), daño celular irreversible (lisis) y reducción de la intensidad del sangrado comparado con el producto de la aspiración mediante técnica convencional.

La reducción volumétrica a los 6 meses le permite definir un modelo matemático, concluyendo que la reducción de tejido graso depende de la cantidad total de energía aplicada. El estudio se realiza de forma que se trabaja en un modelo teórico de tejido graso y piel con un espesor dérmico estimado de 2 mm., un espesor hipodérmico de 20 mm. y se localiza la fibra óptica a 8 mm. bajo la piel. Desplazando la fibra óptica en emisión a 6 w un total de 15 veces a 10 cm. por segundo sin cambiar de plano y variando 10º la orientación horizontal de la cánula para volver a pasar la fibra óptica otras 15 veces en la nueva orientación de la cánula hasta cubrir la superficie completa de la cuadrícula prediseñada de 14 x 14 x 2.2 cms. Con un depósito total de energía de 3000 jul. y una reducción total volumétrica de 5.2+/- 2.8 cm3.

De forma que para destruir 5 cm3 de tejido graso es preciso emitir una media de energía total láser de 3 Kj.

También observa una mejora de la retracción de la piel y concluye que es suficiente producir un aumento de la temperatura debajo de la dermis de 48-50ºC para inducir el componente de skin thightening que también buscas esta técnica.

Toda la información existente en este apartado es procedente de publicaciones científicas que se referencian al principio de cada una de ellas.