تا به حال فکر کرده اید که نحوه عملکرد تکنولوژی آر اف در مقیاس سلولی – مولکولی چگونه است؟

دستگاه های رادیوفرکونسی متفاوت با لیزرهای دیداری و photo-modulation کار می کنند. وقتی نور لیزر به پوست می رسد، آنزیم metalloproteinases در ماتریس افزایش می یابد و به یک پاسخ سلولی در کلاژن درمی پوست منجر می شود. این پاسخ سلولی یا از طریق جذب آب و کلاژن توسط نور رخ می دهد که سبب یک اثر حرارتی روی درم می شود و یا از طریق تولید عوامل رشد و واسطه ها ی سلولی رخ می دهد. این تولید عوامل رشد و واسطه های سلولی نتیجه ی برهمکنش انرژی نوری با هموگلبین و ملانین درون پوست می باشد. فرضیه ای مطرح شده است که لیزر های غیرکاهنده (nonablative lasers) سبب افزایش تولید pro-collagen messenger RNA (mRNA) نوع I می شوند که با عکس العمل بافت، درون ماتریس درمی، ارتباط دارد.

از سوی دیگر، انرژی RF از گرم کردن مقاومتی در لایه های مختلف پوست استفاده می کند تا انرژی RF داده شده به پوست را به انرژی گرمایی تبدیل کند. گرمایش مقاوتی به این شکل نیز توصیف می شود: گرمایش دی الکتریک که در آن یک میدان الکتریکی نوسانی با فرکانس بالا به همراه میدان های مغناطیسی یا موج رادیویی یا تشعشع الکترومغناطیسی مایکروویو، یک ماده ی دی الکتریک را گرم می کند. اگرچه در سطح مولکولی، بار کل روی یک مولکول صفر است، طبیعت پیوند های شیمیایی به گونه ای است که بار های مثبت و منفی، در بیشتر مولکول ها، به طور کامل برابر نیستند و هم پوشانی ندارند. گفته می شود که این مولکول ها نیز قطبی هستند زیرا آن ها یک ممان دوقطبی دائمی دارند. یک مثال خوب ممان دو قطبی مولکول آب می باشد

در فرکانس های بالاتر، این گرمایش توسط چرخش دوقطبی مولکولی درون مولکول دی الکتریک قطبی ایجاد می شود. وقتی هیچ میدان الکتریکی وجود ندارد، مولکول ها به صورت تصادفی جهت گیری شده اند. وقتی میدان الکتریکی برقرار می شود، مولکول ها تمایل دارند انتهای منفی شان به سمت قطب مثبت و انتهای مثبت شان به سمت قطب منفی قرار گیرند. تغییرات و جابه جایی های مولکول های قطبی، گرمایش اصطکاکی ایجاد می کند، و در نهایت اثرات حرارتی در بافت های اطراف درون میدان الکترومغناطیسی تولید می شود.

ملاحظات بسیاری باید در نظر گرفته شود تا تبدیل انرژی RF به انرژی گرمایی به صورت موقثیت آمیز انجام گیرد، از جمله اندازه و عمق بافت تحت درمان، چرا که شخص باید بداند که امپدانس بافت پوست تحت درمان چه قدر است. از آنجایی که انرژی RF به جای ایجاد یک منبع نوری، یک جریان الکتریکی تولید می کند، آسیب بافتی می تواند به حداقل برسد و ملانین اپی درمال نیز آسیب نمی بیند. بر این اساس، انرژی های RF می توانند برای بیمارانی با همه ی انواع پوست مورد استفاده قرار بگیرند. این بدین معناست که رنگ پوست تاثیری ندارد و اجازه ی عمق نفوذ های مختلف را، بر اساس آنکه چه چیزی تحت درمان است، می دهد. نتیجه می تواند انقباض کلاژن یا تولید کلاژن جدید، به علاوه ی الاستین و هیالورونیک اسید باشد.

مکانیزم پایه ای برهم کنش RF با بافت ها، القای یک جریان توسط مولکول های باردار شده و یون ها در بافت های درون سلولی و برون سلولی می باشد. عوامل متعددی امپدانس الکتریکی را تحت تاثیر قرار می دهند، مانند hydration، مقدار آب خارج سلولی و حضور چربی، عضله، و بافت های عصبی. هر بافت جریان الکتریکی را به مقدار متفاوتی عبور می دهد و یک امپدانس (مقاومت پیچیده و متغیر با زمان) متفاوت دارد. آب شباهت زیادی به یک رسانای کامل دارد. چربی یک عایق است و مقاومت بالایی در برابر جریان دارد، لذا، در حین جریان یافتن میدان الکتریکی القا شده، گرمای بیشتری تولید می کند. امپدانس با این ترتیب افزایش میابد: آب، اعصاب، عضلات، کلاژن و سایر پروتئین ها، و در نهایت چربی. اما، ترتیب افزایشی زیست پذیری (viability) بافت ها در برابر گرمادهی با ترتیب گفته شده برای امپدانس کمی تفاوت دارد. همانطور که در شکل زیر می بینید، دماهای پیشنهاد شده برای گرمادهی RF تک قطبی زیرپوستی در گردن را نشان می دهد. انقباض ناشی از گرما در کلاژن ها پس از چند ثانیه در دمای ۶۰ درجه اتقاق می افتد، در حالی که تحریک فیبروبلاست ها و neocollgenesis در حدود ۴۷ درجه رخ می دهد. شروع adipocytolysis در ۱ تا ۲ ثانیه در دمای ۷۰ درجه رخ می دهد. غیرفعال شدن اعصاب با یک آسیب درجه ی ۴ (axonal، endoneurial، perineurial) که تا چند ماه باقی می ماند، در ۱ دقیقه در دمای ۸۵ درجه اتفاق می افتد.

چندین مطالعه به بررسی اینکه چگونه RF روی لایه های پوست اثر می گذارد پرداخته اند؛ از دید داده های مولکولی گرفته تا بیان های ژنتیکی، از جمله افزایش پروتئین های heat shock، cytokines (interleukin [IL]-1, IL-10) و عوامل رشد (عامل رشد تبدیل شونده ی بتا [TGF-B]، عامل رشد اندوتلیال عروقی) که در ناحیه نفوذ کرده و پخش می شوند. مشاهدات هیستولوژیکی نیز نشان می دهند که کمی پس از تحریک حرارتی، denaturation کامل یا نسبی collagen fibril helix، انقباض کلاژن، و التهاب بافت درم به خاطر آسیب کلاژن رخ می دهد. اثرات طولانی مدت که به خاطر فعال شدن ترمیم زخم اتفاق می افتند، افزایش تولید TGF-B، کلاژن و بازسازی الاستین، و جهت گیری دوباره، می باشند که در نهایت به افزایش ضخامت درم پاپیلاری منجر می شود. این وقایع مولکولی هم ناحیه را با عوامل رشد تقویت می کند و هم فیبروبلاست ها را برای تولید کلاژن تحریک می نماید که پوست تحت درمان از نظر زیبایی ارتقا می دهد.

بعد از اعمال آر اف و افزایش دما، چه اتفاقی برای بافت می افتد؟

تحریک فراگرمایی می تواند ۲ پاسخ سلولی واکنشی را بروز دهد، پاسخ شوک حرارتی (heat shock response [stress]) و فعالسازی مسیرهای مرگ سلولی. حرارت یکی از موثرترین وسیله های کشتن بافت می باشد. وقتی دمای بافت به بالای ۱۱۳ درجه فارنهایت (۵۰ درجه سلسیوس) می رسد، پروتئین به صورت دائمی آسیب می بیند و غشا سلولی پاره می شود. این فرآیند سریع است، معمولاً کمتر از ۱۰ تا ۱۵ دقیقه مواجهه برای لایه برداری (ablation) 3 سانتی متری کافی است. در مرگ سلولی، سلول ها، مسیرهای سیگنالی که فعالیت چندین آنزیم kinases and cysteine proteases، که به آن ها caspases گفته می شود، را شامل می شود، ایجاد می کنند. این اتفاق و ایجاد این مسیر های سیگنالی با فعالیت آنزیم caspases، منجر به شکسته شدن و پاره شدن بستر های هدف مختلفی (target substrates) می شود، و به مرگ سلول می انجامد. این حالت مرگ سلول apoptosis نام دارد، یک مکانیزم خودکشی کنترل شده توسط ژنتیک که پاسخ التهابی تولید نمی کند و در نتیجه یک روش حذف سلولی می باشد. apoptosis با necrosis فرق دارد، necrosis نوع مرگ سلولی پاتولوژیک می باشد که در پاسخ به ضربه (trauma) شدید و اختلالات محیطی رخ می دهد. تغییرات مورفولوژیکی که با necrosis همراه هستند عبارتند از: التهاب سلولی، ازبین رفتن organelles، پارگی غشا، و cell lysis، که باعث التهاب می شود.

Pyroptosis، که توسط دکتر Brad Cookson کشف شد، یک مکانیزم مرگ سلولی می باشد که در جایی بین دو قطب مخالف، یعنی apoptosis (مرگ سلولی آرام و signaled) و necrosis قرار دارد، و معمولاً به خاطر پاسخ التهابی یکنواخت با عنوان oncosis شاخته می شود. Pyroptosis ویژگی هایی از هر دو مسیر مرگ سلولی را دارد. فرآیند pyroptosis، توسط caspase 1 و برخی مواقع caspase 11 کنترل می شود. به این فرآیند proinflammatory گفته می شود چرا که ترشح هر دو cytokine نوع IL-1B و IL-8 تحریک می شود. Caspase 1 هم چنین باعث poration غشا سلولی می گردد، و مدخل هایی را ایجاد می کند که برای ورود کلسیم اضافه به سلول به اندازه ی کافی بزرگ هستند. Lysosomal و قطره های لیپید از سلول خارج می شوند، و حجم سلولی کاهش می یابد.

به طرز جالبی، در بسیاری از بیماران درمان شده با میکروسوزن های RF فرکشنال که به اصلاح می توان آن هارا ((Fractional Microneedle Radiofrequency (FMRF) نامید شما می توانید کاهش ذخایر چربی را ببینید. این موضوع می تواند توسط پارگی هم زمان گرمایی و مکانیکی غشای سلول آدیپوز، که به علت ترومای مکانیکی تکرار شونده در طی سه درمان با میکروسوزن RF اتفاق می افتد، توضیح داده شود در بسیاری از بیماران درمان شده با میکروسوزن های RF فرکشنال (Fractional Microneedle Radiofrequency FMRF) شما می توانید کاهش ذخایر چربی را ببینید. این موضوع می تواند توسط پارگی هم زمان گرمایی و مکانیکی غشای سلول آدیپوز، که به علت ترومای مکانیکی تکرار شونده در طی سه درمان با میکروسوزن RF اتفاق می افتد، توضیح داده شود در تصویر زیر نمونه ای از درمان به کمک آر اف فرکشنال را مشاهده می کنید.

در مرکز یک زخم سوختگی با بیشترین تماس با گرما، یک محل necrosis وجود دارد. در بیرون این دایره، یک حلقه وجود دارد به عنوان منطقه ی انعقاد شناخته می شود. بیرون این ناحیه، حلقه ی دیگری با عنوان ناحیه ی التهاب وجود دارد. در نهایت، ناحیه ی دیگری به نام ناحیه ی نرمال وجود دارد. این ناحیه نشانگر بافت گرماندیده و آسیب ندیده است.

سازمان غدا و دارو (FDA) تمام دستگاه های RF را در دسته ی انعقاد بافت نرم قرار داده است. هیچ دسته ای برای التهاب بافت نرم وجود ندارد. بسیاری از دستگاه ها دما را کنترل نمی کنند و در عوض مقداری انرژی را می تابانند که توسط زمان، رسیدن نسبی به بافت ها، فوکوس کردن، سوزن زنی میکروسکوپی، یا روش های مشابه کنترل می شوند. برای این دستگاه ها که نکروز انعقادی ایجاد می کنند، اتکا به انعطاف پذیری بدن برای ترمیم خود وجود دارد: رابطه ی آسیب بافتی-ترمیم زخم.

برای تمام دستگاه های بر پایه ی انرژی، ۴ ناحیه ی کلاسیک برای بافت درمان شده وجود دارد. تنها نقطه ی تفاوت در این است که سلول های مختلف چه قدر از داغ ترین نقطه فاصله دارند، و فرقی نمی کند که درمان از چه نوعی (زمانی، فوکوس شده، سوزنی، نسبی و…) باشد. سلول های مختلف در یکی از ۴ طبقه ی گفته شده قرار می گیرند. سلول های درون ناحیه ی انعقادی، necrosis را تجربه می کنند. سلول های درون ناحیه ی التهابی احتمالاً دچار pyroptosis با یا بدون apoptosis می شوند. FMRF این توانایی را دارد که در سلول های آدیپوز mechanical poration و هم چنین electroporation غشای سلولی، ایجاد کند.

کنترل کردن دما توسط یک ترمیستور و الگوریتم کامپیوتری، روش جایگزینی را برای درمان بافت ارائه می دهد و دارای مزیت گزینش پذیری بافت (tissue selectivity) می باشد. در بهترین شرایط، به دلیل کنترل دما، هیچ ناحیه ی necrosis وجود ندارد. ایجاد یک ناحیه ی انعقادی، در صورت نیاز، با بالا بردن دما به اندازه ی لازم، مثلاً تا ۱۰۰ درجه ی سلسیوس، قابل دسترسی است. در نتیجه، ناحیه ی التهابی می تواند بزرگ تر باشد، بدون نواحی مرکزی necrosis و انعقادی. در ناحیه ی التهابی، pyroptosis می تواند با طراحی درست اتفاق بیفتد و می تواند از نظر شدت کنترل شود.

تحقیقات نشان داده است که گرما دادن به درم باعث انعقاد کلاژن می شود. این اتفاق، منجر به آب رفتن (shrinkage)  سریع پوست می شود و فرآیند ترمیم زخم را شروع می کند. این فرآیند یک تحریک microinflammatory فیبروبلاست ها می باشد که باعث تولید کلاژن جدید، الاستین جدید و دیگر مواد می شود تا ساختار درمی را ارتقا دهد. وقتی کلاژن جدید به خاطر neocollagenesis و neoelastinogenesis جای کلاژن قدیمی را می گیرد، تنگ شدن پوست رخ می دهد. Denaturation کلاژن با گرم کردن درم تا دمای ۴۰ الی ۴۸ درجه سلسیوس رخ می دهد و انعقاد کلاژن در دماهای ۵۵ تا ۷۰ درجه. وقتی کلاژن منعقد و دهیدراته می شود، آب رفتن (shrinkage) بافت رخ می دهد. در طول مرحله ی سرد کنندگی درمان، از آنجایی که غشای سلولی و معماری بافت تغییر کرده اند، یک پاسخ ترمیم زخم (wound-healing) ملایم اتفاق می افتد. تا وقتی که دما برای مدت طولانی بالا نماند، necrosis رخ نمی دهد، اما به صورت طبیعی تعداد اندکی از سلول ها، مرگ سلولی برنامه ریزی شده (apoptosis) و necrosis را تجربه می کنند. تاثیر این فرآیندها روی اثرگذاری RF شدید نیست، وگرنه درمان ها به خاطر واکنش التهابی منجر به جراحت های واضح و زخم می شدند. عبارت pyroptosis، اگرچه به صورت گسترده استفاده نمی شود، می تواند جایگزین مناسبی برای توصیف مکانیزم عملکرد RF باشد، چراکه جایی میان apoptosis که در آن مرگ سلولی رخ می دهد و necrosis که در آن مرگ سلولی و پاسخ التهابی واضح اتفاق می افتد، قرار می گیرد. در مورد استفاده از میکروسوزن فرکشنال، آسیب مکانیکی ناشی از اثر سوزن کنترل می شود؛ این فقط نتایج سودمند دارد و به صورت هم زمان neocollagenesis و elastogenesis را ارتقا می دهد. نشان داده شده است که نفوذ به درم با استفاده از میکروسوزن ها، از نظر مکانیکی فیبروبلاست ها را تحریک می کند تا کلاژن تولید کنند، و این درمان بدون همراه شدن با RF نیز به عنوان یک مدالیته ی زیبایی استفاده می شود.

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *