Концентрации микроскопических частиц при лазерном удалении волос: эффективность эвакуаторов дыма - Premium Aesthetics
|

Концентрации микроскопических частиц при лазерном удалении волос: эффективность эвакуаторов дыма

Скачать PDF

Концентрации микроскопических частиц при лазерном удалении волос: эффективность эвакуаторов дыма

Авторы: Anne J. A. de Boer1, 2 | Frederike Fransen1 | Paul R. Bloemen3 | Arne A. Meesters1 | Menno A. de Rie1 | Albert Wolkerstorfer1

1 Department of Dermatology, Amsterdam UMC, Amsterdam, The Netherlands
2 Department of Surgery, Spaarne Gasthuis, Haarlem, The Netherlands
3 Department of Biomedical Engineering and Physics, Amsterdam UMC, Amsterdam, The Netherlands

Резюме

Обоснование и цели. Дым, образующийся при работе лазеров, является биологически опасным продуктом, содержащим потенциально вредные токсичные вещества и биологические соединения. При лазерном удалении волос (LHR) специалисты подвергаются его пролонгированному воздействию, поскольку процедура в основном проводится без применения защитных мер. Мало известно о значении эвакуаторов дыма в отношении микрочастиц при LHR. Данное исследование направлено на оценку воздействия лазерных устройств и эвакуаторов дыма на концентрацию микрочастиц в помещении во время процедур лазерного удаления волос.

Дизайн исследования/Материалы и методы. В проспективное обсервационное исследование мы вовлекали пациентов с 2–4 фототипами кожи, проходивших процедуры LHR в области подмышек и зоне бикини на александритовом лазере 755 нм в двух центрах. Во время процедур на двух разных александритовых лазерах без и с применением внешних эвакуаторов дыма измерялась концентрация микрочастиц. Более того, мы оценивали устройство для LHR с интегрированным встроенным в рукоятку эвакуатором дыма. Основными точками исследования были показатели концентрации микрочастиц (0,2–0,3 мкм) на м³ через 1 минуту после начала процедуры и максимальные концентрации.

Результаты. В общей сложности 15 пациентов проходили процедуры стандартного LHR. Без применения эвакуатора дыма уже через одну минуту после начала процедуры концентрация микрочастиц быстро увеличивалась. Как внешний, так и встроенный эвакуаторы дыма были высоко эффективны с показателем сокращения максимальной концентрации в 3,7–7 раз. Максимальная концентрация сохранялась низкой при использовании как внешних, так и встроенных эвакуаторов. В обеих клиниках концентрации медленно уменьшались (8 минут на 50 %) при прекращении процедуры.

Вывод. Процедуры LHR приводили к увеличению концентрации микрочастиц. Как внешний, так и встроенный эвакуаторы дыма высоко эффективны для контроля концентраций микрочастиц при LHR. Когда концентрация повышается, очищение воздуха от частиц по завершении процедуры происходит довольно медленно. Ключевые слова: дым от лазера, эвакуация дыма, хирургический дым.

Введение

Хирургический дым является биологически опасным продуктом, содержащим потенциально опасные токсичные вещества и биологические соединения [1–6]. Этот дым образуется в клинически значимых количествах при различных дерматологических процедурах с использованием лазеров, электрохирургических инструментов и ультразвуковых скальпелей [6]. В последние годы растущее количество публикаций признает, что хирургический дым вреден при его вдыхании [5–9].

Диффузионная способность твердых частиц в хирургическом дыме зависит от их размера, мелкие частицы подвержены большей диффузии, чем более крупные. Нерастворимые мелкие твердые частицы диаметром менее 2,5 мкм достигают легочных альвеол, где единственным механизмом очищения является фагоцитоз альвеолярными макрофагами [9]. В хирургическом дыме были обнаружены различные химические вещества, такие как бензол, формальдегид, акролеин, оксид углерода, синильная кислота [5, 6]. Кроме того, было показано, что в хирургическом дыме присутствуют вирусы, и в зависимости от размера, они могут откладываться в бронхиолах и альвеолах легких [6, 8–10].

Данные нескольких исследований предполагают, что воздействие этих токсичных веществ и биологических соединений может приводить к росту смертности от сердечно-сосудистых заболеваний, раку легких, риску сердечно-легочных заболеваний [8–12]. С годами лазерное удаление волос стало одной из наиболее распространенных лазерных процедур в дерматологии. Соответственно практикующие врачи подвергаются пролонгированному воздействию лазерного дыма, поскольку данная процедура в основном проводится без соблюдения защитных мер [3, 4].

В недавнем времени был разработан лазерный аппарат, работающий на длинах волн 755/1064 нм, который сочетает систему эвакуации дыма и воздушное охлаждение, интегрированные в рукоятку. Потенциально такая конструкция может минимизировать выброс дыма, одновременно обеспечивая комфортный уровень воздушного охлаждения.

Однако немногочисленные исследования, изучавшие эффективность различных эвакуаторов дыма в реальных клинических условиях, показывали противоречивые результаты [1, 5, 7]. Кроме того, лазер, сочетающий эвакуатор дыма и воздушное охлаждение в одной рукоятке, никогда не оценивался на предмет концентрации частиц в помещении для лазерной терапии. Поэтому целью настоящего исследования было оценить и сравнить влияние различных лазерных устройств и эвакуаторов дыма на концентрацию микрочастиц в помещении во время процедуры лазерного удаления волос.

Материалы и методы

Пациенты

Для этого проспективного обсервационного исследования были отобраны пациенты, проходившие процедуры LHR в отделении дерматологии медицинского центра Амстердамского университета (Amsterdam University Medical Center (AUMC)) и в клинике Huid Medisch Centrum (HMC). Два александритовых лазера использовались согласно стандартным протоколам. Чтобы ограничить вариации образования дыма, мы включали в исследование только субъектов с фототипами кожи 2–4, процедуры лазерного удаления волос у которых проводились в области подмышечных впадин и в зоне бикини на александритовом лазере с длиной волны 755 нм. Набор пациентов производился с февраля по апрель 2019 года.

Процедуры

Волосы на участке процедуры сбривались перед началом лечения, флюенс и длительность импульса выбирались в зависимости от типа кожи, локализации и морфологии волос. В центре исследования НMC использовался аппарат SquareEpil/SplendorX (Lumenis Inc.), а в центре AUMC – аппарат GentleLase (Syneron Candela). Мы будем называть эти лазеры AlexS и AlexG соответственно. В обоих исследовательских центрах длина волны 755 нм использовалась со схожими частотой импульса и размером пятна.


Splendor X – рабочая станция для лазерной эпиляции: александритовый/Nd:YAG лазер (Lumenis, Израиль)

Splendor X – новейшая и самая мощная в мире рабочая станция для удаления нежелательных волос на основе александритового и неодимового лазеров. Одновременное использование лазеров 755 нм и 1064 нм в настраиваемых пропорциях дает максимальные результаты в удалении нежелательных волос у пациентов с любым фототипом.


Рукоятка лазера AlexS оснащена системой воздушного охлаждения (от аппарата Zimmer) и встроенной системой эвакуации дыма с мощностью аспирации 50 м³/ч (Рисунок 1). Лазер AlexG оснащен системой охлаждения криогеном (устройство динамического охлаждения), но не имеет встроенного эвакуатора дыма. Поэтому аппарат LN 100 series (TBH) с максимальной всасывающей способностью 220 м³/ч применялся в качестве внешнего устройства эвакуации дыма в обоих центрах. Расстояние между трубкой внешнего эвакуатора дыма и участком процедуры поддерживалось в пределах 10 см.

Замеры для обеих лазерных систем производились в различных условиях. Размер помещений составлял 60,6 м³ (AUMC) и 45 м³ (HMC). Помещения обеих локаций имели 8-уровневую систему вентиляции. Один и тот же врач проводил все процедуры в обоих исследовательских центрах. При каждой процедуре мы оценивали концентрацию микрочастиц каждые пять минут.

При двух процедурах мы продолжали замеры после окончания процедуры в общей сложности в течение 14 минут. Письменное информированное согласие предоставлялось врачом и всеми пациентами до процедуры. Это исследование не требовало одобрения комитетом по этике в связи с небольшой нагрузкой и риском для пациента (W19-069).

Рукоятка SplendorX
Рисунок 1. Рукоятка оборудована системой воздушного охлаждения в сочетании со встроенным эвакуатором дыма

Измерения

Для оценки вызванного работой лазера дыма в различных условиях мы измеряли концентрации микрочастиц при лазерном удалении волос двумя разными лазерными аппаратами с использованием и без использования эвакуаторов дыма (Таблица 1). Кроме того, мы изучали, увеличивает ли само по себе использование криогена в форме аэрозоли (AlexG) образование микрочастиц, чтобы исключить погрешность в результатах замеров частиц дыма. Поэтому мы измеряли концентрацию микрочастиц, образуемых самим охлаждающим устройством (без проведения процедуры LHR и использования эвакуатора дыма).

Таблица 1. Дизайн исследование, включающее 15 процедур лазерного удаления волос, разделенных на 5 групп для измерения концентрации микрочастиц

 AlexSAlexG
Исследовательский центрHMCAUMC
Встроенный эвакуатор дыма3 пациентаX
Внешний эвакуатор дыма3 пациента3 пациента
Без эвакуатора дыма3 пациента3 пациента

Во время процедуры мы оценивали концентрации микрочастиц при выбросе криогена на кожу с частотой 1 Гц. Мы измеряли исходную концентрацию, затем через 1 минуту и через 3,5 минут. Для имитации положения врача мы размещали измеритель частиц на расстоянии 1 метра от участка процедуры на уровне головы врача в обоих центрах исследования. Уровни концентрации между 0,2 и 0,3 мкм определялись ручным измерителем взвешенных частиц Handheld 2016 от Lighthouse Worldwide Solutions Benelux. Handheld 2016 способен выявлять частицы от 5 мкм до 0,2 мкм.

Мы дифференцированно подсчитывали количество частиц диаметром между 0,2 и 0,3 мкм, поскольку такие аэрозоли проникают в нижние дыхательные пути и альвеолы [9]. Прибор Handheld 2016 распознает частицы фотодетектором, основанным на рассеивании или блокировании света. Амплитуда рассеивания или изоляции света позволяет проводить анализ размера и подсчет количества отдельных частиц.

Статистический анализ

Нашими основными конечными точками были средний показатель концентрации микрочастиц в каждой группе исследования через минуту и максимальные концентрации. В каждой группе производилась оценка трех участников, и мы подсчитывали среднюю концентрацию частиц на определенной временной точке. Описательный анализ проводился с использованием программы Excel 2016.

Результаты

В общей сложности для проведения процедуры лазерного удаления волос были отобраны 15 пациентов. В HMC 9 пациентов проходили процедуру с использованием AlexG. В центре AUMC 6 пациентов проходили лазерное удаление волос. Возраст пациентов варьировался от 15 до 48 лет (среднее значение 29 лет). Средняя продолжительность процедур в HMC составляла 3 минуты 24 секунды. В AUMC – 3 минуты 54 секунды. Демографические параметры пациентов и параметры лазера в группах AUMC и HMC приведены в Таблице 2 А и 2 B соответственно.

Среднее увеличение концентрации частиц во время трех процедур у трех пациентов через минуту после начала лазерного удаления волос в каждой группе отображено на рисунке 2 A, B. В обоих центрах исследования концентрации были наивысшими при процедурах без использования эвакуатора дыма. Группы с использованием эвакуаторов показывали более низкие концентрации и при работе AlexG, и при работе AlexS.

Среднее повышение концентрации частиц в отношении системы охлаждения криогеном в форме аэрозоли (без лазерных импульсов) составляло 736 061,00/м³ на первой минуте и 150 4473/м³ на 3–5 минутах. Так же максимальные концентрации частиц во время процедур LHR были наиболее высокими для групп без использования эвакуаторов и для AlexG с охлаждением криогеном (Рисунок 3 А).

И снова концентрации частиц были низкими для групп с использованием эвакуаторов дыма. Для AlexG внешнее устройство эвакуации дыма сокращало максимальные показатели частиц в 4 раза. Для AlexS внешний эвакуатор дыма сокращал максимальное количество частиц в 7 раз (Рисунок 3 В). Концентрация частиц во времени в обоих исследовательских центрах показана на рисунке 4.

Обсуждение

Хотя лазерный дым признан несущим потенциальный риск уже на протяжении десятилетий, предыдущие исследования больше ограничивались выявлением и описанием проблемы. Данное исследование призвано оценить влияние различных лазерных устройств и эвакуаторов дыма на концентрацию микрочастиц в помещении при проведении стандартных процедур LHR. В нашем исследовании мы наблюдали значительное увеличение концентраций микрочастиц во время процедур лазерного удаления волос.

Эти открытия соответствуют результатам, опубликованным Ross и соавторами, Chuang и соавторами и Eshleman и соавторами, которые демонстрируют, что процедуры LHR приводят к высоким концентрациям микрочастиц [1, 5, 7]. Тогда как наше исследование было сосредоточено на измерении концентраций частиц при единичных процедурах LHR, Ross и соавторы фокусировались на отдельных и последовательных процедурах LHR в одном помещении. Их исследование подтверждает, что наивысшие уровни микрочастиц достигаются после последовательного лечения нескольких пациентов, что соответствует реальным клиническим условиям [1].

Исследования Eshelman и соавторов обнаружило, что средняя концентрация частиц была в 2,89 раз выше во время процедуры и в 2,09 раз выше после процедуры по сравнению с исходными значениями [7]. Кроме того, Chuang и соавторы демонстрировали 8-кратное увеличение концентрации частиц по время LHR по сравнению с естественными для помещения условиями [5]. Мы наблюдали, что внешние и встроенные эвакуаторы дыма высоко эффективны в предотвращении увеличения концентрации микрочастиц. Тем не менее, максимальная концентрация при использовании внешнего эвакуатора дыма ниже по сравнению со встроенным эвакуатором дыма. Это может быть связано с высокой максимальной всасывающей способностью внешней системы эвакуации дыма (220 vs 50 м³).

Мы использовали внешний эвакуатор, сочетающий HEPA-фильтр и угольный фильтр, который захватывает частицы размером 0,12 мкм и обладает удерживающей способностью 99,95 % для частиц 0,1–0,3 мкм. Хотя имеются такие модели, как ULTRA фильтры с более высокой фильтрующей способностью (более 99,99 %), эффективность эвакуации частиц также зависит от силы всасывающей способности устройства, его способности обеспечивать предельный минимум потока воздуха и расстояние сопла от участка процедуры [13, 14].

Подобно этим результатам, в исследовании Seipp и соавторов сообщалось, что портативные эвакуаторы дыма могут сокращать распространение хирургического дыма до 99 %. Кроме того, их исследование показывало, что угол отсечения 45⁰, максимальная всасывающая способность и уровень потока 10 500 me/h являются оптимальными условиями для эффективной эвакуации дыма [15]. Хотя это и не является стандартной практикой, всем субъектам сбривали волосы на участках лазерных процедур. Без сбривания концентрация частиц может быть значительно выше [16]. Близость расположения по отношению к участку процедуры считается важным фактором при использовании эвакуаторов дыма. В исследовании Eshelman и соавторов эвакуатор дыма располагался на расстоянии 30,5 см от кожи [7].

Это исследование не сообщало о значительном уменьшении концентраций микрочастиц. Однако в наших данных определенный эффект наблюдался при размещении внешнего эвакуатора на расстоянии 10 см от кожи. Согласно исследованию Chuang и соавторов, скорость частиц, захватываемых эвакуатором, падает в 4 раза при удалении от участка аспирации [5]. Они предлагали размещать эвакуатор на расстоянии 5 см от источника образования дыма. Однако одному оператору сложно проводить LHR и одновременно соблюдать дистанцию 5 см от участка процедуры от кожи. Только интегрированный в рукоятку эвакуатор позволяет поддерживать такую небольшую дистанцию. К тому же тип поверхностного охлаждения влияет на образование микрочастиц.

Мы выявили повышение уровня микрочастиц за счет самой аэрозольной системы охлаждения. Это может объяснить наблюдение, что LHR с аэрозольным охлаждением (AlexG) давало повышенный уровень выявляемых микрочастиц по сравнению с LHR с использованием воздушного охлаждения (AlexS). Эта находка соответствует исследованию Ross и соавторов, которые обнаружили, что LHR с контактным охлаждением за счет сапфирового наконечника или охлаждением холодным воздухом производили значительно меньше лазерного дыма, чем процедуры с аэрозольным охлаждением. Некоторые исследования предполагали, что аэрозольное охлаждение криогеном быстро генерирует поток, что, вероятно, рассеивает микрочастицы, тогда как другие типы поверхностного охлаждения производят более низкий поток. Поэтому важно размещать эвакуатор в непосредственной близости к источнику впрыскивания [5, 7].

Количество частиц на кубический метр при лазерной эпиляции
Рисунок 2. Количество частиц на кубический метр измерено через минуту после начала LHR AlexG в (A)
AUMC v (B) HMC. Каждый столбик показывает увеличение числа частиц на м³ с исходных показателей до
1-й минуты и показывает среднее значение для трех процедур у трех пациентов.
AUMC, Amsterdam University Medical Center; HMC, Huid Medisch Centrum; LHR, лазерное удаление волос

Пандемия короновируса увеличила внимание к потенциальному распространению вирусов при медицинских процедурах и роли аэрозолей. Как следствие, наблюдается повышенное внимание к мерам индивидуальной защиты. Однако в отличие от процедур, вовлекающих эпидермальные клетки человека в верхних и нижних дыхательных путях, плазме или сыворотке, дым от кожи, вызванный работой лазера, будет содержать относительно небольшие количества частиц вируса SARS-CoV-2, степень распространения которых неизвестна.

Передача HRV через кожу, вероятно, вызывает большую обеспокоенность [17, 18]. Тем не менее процедуры вокруг рта или носа представляют повышенный риск за счет большей вирусной нагрузки на поверхность кожи и высокой 9-часовой выживаемости вируса SARS-CoV-2 на коже [19]. Некоторые протоколы ВОЗ и локальных дерматологических сообществ дают рекомендации относительно того, как минимизировать потенциальный риск распространения [18].

Подобно предшествующим публикациям, мы также увидели, что рассеивание микрочастиц после процедур LHR довольно медленное [5, 7]. В связи с этим длительное использование средств индивидуальной защиты необходимо для защиты врачей от вдыхания дыма после окончания процедуры. Сильными сторонами настоящего исследования являются стандартизированные условия в отношении типов кожи, длины волны, участка тела и врача.

Частицы на кубический метр при эпиляции
Рисунок 3. (А) Частицы на кубический метр, измеренные в максимальной концентрации после начала
LHR AlexG в центре AUMC и (B) HMC. Каждый столбик показывает увеличение количества частиц на м³
от исходного значения до 1й минуты и среднее значение для трех процедур у трех пациентов.
AUMC, Amsterdam University Medical Center; HMC, Huid Medisch Centrum; LHR, лазерное удаление волос

Ограничением настоящего исследования является различие параметров лазерных устройств (флюенс, размер пятна, длительность импульса и частота повторения импульса), что может повлиять на результаты. Кроме того, различия в характеристиках помещения для лазерных процедур могут также повлиять на результаты. Поэтому прямое сравнение выделения дыма системами AlexS и AlexG не представляется возможным.

Концентрация частиц (размером 0,2–0,3 мкм/м³) во времени
Рисунок 4. (A) Концентрация частиц (размером 0,2–0,3 мкм/м³) во времени в центре AlexG в (A) AUMC и
(B) HMC при одной процедуре. Красный столбик показывает длительность процедуры. Эвакуация дыма
начинается с началом процедуры и прекращается через 5 минут после ее окончания.
AUMC, Amsterdam University Medical Center; HMC, Huid Medisch Centrum; LHR, лазерное удаление волос

Вывод

Таким образом, лазерное удаление волос приводит к выработке высоких концентраций микрочастиц, которые представляют собой потенциальный вред. Использование любого способа эвакуации дыма, внешнего или встроенного, во время процедуры LHR значительно сокращало количество микрочастиц. При повышении концентрации рассеивание микрочастиц довольно медленное. Поэтому врачам следует использовать дополнительные меры для минимизации количества микрочастиц во время и после процедур лазерного удаления волос.

Список литературы

1. Ross EV, Chuang GS, Ortiz AE, Davenport SA. Airborne par- ticulate concentration during laser hair removal: a comparison between cold sapphire with aqueous gel and cryogen skin cooling. Lasers Surg Med. 2018;50(4):280–3.

2. Pierce JS, Lacey SE, Lippert JF, Lopez R, Franke JE, Colvard MD. An assessment of the occupational hazards related to medical lasers. J Occup Environ Med. 2011;53(11):1302–9.

3. Alp E, Bijl D, Bleichrodt RP, Hansson B, Voss A. Surgical smoke and infection control. J Hosp Infect. 2006;62(1):1–5.

4. Aleem S, Majid I. Unconventional uses of laser hair removal: a review. J Cutan Aesthet Surg. 2019;12(1):8–16.

5. Chuang GS, Farinelli W, Christiani DC, Herrick RF, Lee NC, Avram MM. Gaseous and particulate content of laser hair re- moval plume. JAMA Dermatol. 2016;152(12):1320–6.

6. Barrett WL, Garber SM. Surgical smoke: a review of the litera- ture. Is this just a lot of hot air? Surg Endosc. 2003;17(6):979–87.

7. Eshleman EJ, LeBlanc M, Rokoff LB, Xu Y, Hu R, Lee K, et al. Occupational exposures and determinants of ultrafine particle concentrations during laser hair removal procedures. Environ Health. 2017;16(1):30.

8. Taravella MJ, Viega J, Luiszer F, Drexler J, Blackburn P, Hovland P, et al. Respirable particles in the excimer laser plume. J Cataract Refract Surg. 2001;27(4):604–7.

9. Searle T, Ali FR, Al-Niaimi F. Surgical plume in dermatology: an insidious and often overlooked hazard. Clin Exp Dermatol. 2020.

10. Lewin JM, Brauer JA, Ostad A. Surgical smoke and the derma- tologist. J Am Acad Dermatol. 2011;65(3):636– 41.

11. Wolf K, Schneider A, Breitner S, Meisinger C, Heier M, Cyrys J, et al. Associations between short-term exposure to particulate matter and ultrafine particles and myocardial infarction in Augsburg, Germany. Int J Hyg Environ Health. 2015;218(6): 535–42.

12. Karottki DG, Bekö G, Clausen G, Madsen AM, Andersen ZJ, Massling A, et al. Cardiovascular and lung function in relation to outdoor and indoor exposure to fine and ultrafine particulate matter in middle-aged subjects. Environ Int. 2014;73:372–81.

13. Schultz L. An analysis of surgical smoke plume components, capture, and evacuation. AORN J. 2014;99:289– 98. https://doi. org/10.1016/j.aorn.2013.07.020

14. Georgesen C, Lipner SR. Surgical smoke: risk assessment and mitigation strategies. J Am Acad Dermatol. 2018;79:746–55. https://doi.org/10.1016/j.jaad.2018.06.003

15. Seipp HM, Steffens T, Weigold J, Lahmer A, Maier-Hasselmann A, Herzog T, et al. Efficiencies and noise levels of partable surgical smoke evacuation systems. J Occup Environ Hyg. 2018;15(11): 773–81.

16. Casey AS, Goldberg D. Guidelines for laser hair removal. J Cosmet Laser Ther. 2008;10(1):24–33.

17. Cembrano K, Ng JN, Rongrungruang Y, Auewarakul P, Goldman MP, Manuskiatti W. COVID-19 in dermatology prac- tice: getting back on track. LasersMed Sci. 2020;35(8):1871–74.

18. Elsaie ML, Nada HA. Insights into laser safety considerations during COVID 19 pandemic. Dermatol Ther. 2020;33:13777.

19. Hirose R, Ikegaya H, Naito Y, Watanabe N, Yoshida T, Bandou R, et al. Survival of SARS-CoV-2 and influenza virus on the human skin: Importance of hand hygiene in COVID-19. Clin Infect Dis. 2020:ciaa1517. https://doi. org/10.1093/cid/ciaa1517



Индивидуальная консультация

Оставьте заявку и менеджер по продажам ответит на все Ваши вопросы

Отправить
Отправляя форму, я подтверждаю, что ознакомлен с Политикой оператора и даю Согласие на обработку персональных данных.