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第七节 光动力作用原理

(一)光动力疗法及其作用原理
光动力疗法(photodynamic therapy,PDT)是一种光激发的化学疗法,光敏剂吸收光子的能量跃迁到激发态,受激发的光敏剂将能量传递给氧,产生单线态氧或其他氧自由基,诱导细胞死亡,可以选择性的破坏组织。
在治疗前,选择一种对靶体有选择性的光敏剂,通过局部外用或注射等手段将其引入体内并在组织间分布。当光敏剂在靶体与非靶体中的浓度比达到最大值时,用与光敏剂吸收峰相匹配的波长的光照射靶体组织。生物组织中的光敏物质受到相应波长光照时,吸收光子能量,由基态变成激发态。处于激发态的光敏物质迅速经过物理或化学退激过程释放出能量而返回基态。其物理退激过程可以产生荧光,可以进行疾病的诊断;其化学退激过程,可通过氧化碳键直接损伤靶细胞的多种细胞成分,导致细胞凋亡甚至死亡。
(二)光敏剂
PDT属于冷光化学反应,其三要素包括氧、光敏剂和光源。理想的光敏剂水溶性好、毒性低、无诱变潜力、稳定性好,而且在靶组织可优先富集,又能迅速被代谢。皮肤PDT常用的光敏剂有5%~20%5-氨基酮戊酸(ALA)水溶液和血卟啉单甲醚(HMME)。
ALA是生物体的内源性物质。外源性ALA本身无任何光敏性,只有被肿瘤细胞或增生旺盛的细胞选择性吸收并在体内经一系列酶的作用,在胞内转化为原卟啉Ⅸ(PpⅨ)后才具有光敏性。外用ALA后,ALA可被某些增殖较快的皮肤组织优先吸收并被转化成具有强光敏作用的PpⅨ。当组织中具有较高浓度原卟啉时,选用合适波长的光进行照射(如波长为633nm的红光),组织中会产生大量的单态氧和过氧化羟基自由基,最终选择性地破坏病损组织(如病毒疣、光线性角化病皮损、皮肤肿瘤组织等)。在皮脂腺内,这种单态氧还能杀灭过量增生的痤疮丙酸杆菌,因此也被用来治疗痤疮。
静脉推注血卟啉单甲醚(HMME)后,这种具有光敏作用的药物能很快进入到血管内皮并积蓄一定的浓度。当使用适当光源进行照射(如532nm或577nm激光),血管内皮中同样会产生大量的单态氧活性分子,最终产生对病变血管内皮的选择性损伤,因此在临床上可以用来治疗鲜红斑痣。
近年来光动力疗法治疗真菌受到广泛关注。但是光动力疗法治疗真菌性皮肤病的机制较为复杂,目前尚无明确结论。有学者提出,选择不同光敏剂的光动力疗法抗真菌的机制不尽相同。
为了克服水溶液的不稳定、需新鲜配制以及乳膏制剂皮肤渗透性差的缺点,国外已研制出ALA凝胶和贴片剂型。
(三)PDT光源
理想光源的波长应该与光敏剂的吸收光谱相匹配,而且有稳定的输出功率,可有效地作用在病灶部位,且光斑分布均匀。PDT的光源种类可分为激光和非激光光源。
PDT的标准光源是非连续性宽谱光源或LED光,为了提高光的穿透性,PDT主要采用红光(630nm左右)光源。近年来“日光PDT”因其光谱的可行性和便捷的治疗方式在欧美国家得到普遍关注。有研究显示,日光PDT中87%的PpⅨ的激活在紫蓝色光波段(380~495nm),而只有10%和3%由黄绿光(495~590nm)和橙红光(590~750nm)激活。
面部年轻化治疗时还可以采用IPL作为PDT治疗光源。
(四)PDT临床应用
在临床应用方面,PDT可用于癌前皮肤病、皮肤恶性肿瘤(如光线性角化病、鲍恩病、基底细胞癌、鳞癌等)及非恶性肿瘤性皮肤病(如血管畸形、痤疮、病毒性皮肤病、皮脂腺增生等)治疗。
(郝建春 程少为)