captulo ocho interacciones tisulares de los l .captulo ocho interacciones tisulares de los

Download CAPTULO OCHO Interacciones Tisulares de los L .CAPTULO OCHO Interacciones Tisulares de los

Post on 28-Sep-2018

215 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • CAPTULO OCHO

    Interacciones Tisulares de los Lseres

    Dr. Hilario Robledo

    INTRODUCCIN

    Con frecuencia, los mdicos que se inician en el mundo del lser estn saturados y en algunas ocasiones abrumados ante la terminologa tcnica que se utiliza en las charlas, reuniones, congresos, etc., en relacin con potencia/energa, longitud de onda, anchura de pulso, fluencia o densidad de energa, etc. Es nuestra misin en este artculo tratar de aclarar estos trminos, ya que se necesita algn tipo de familiaridad con el lenguaje fundamental para dominar la complejidad de la luz lser y las interacciones de sta sobre la piel y los tejidos.Aunque se ha tratado en profundidad en el volumen anterior en diferentes captulos (Gua Mdica Bsica de la Ciencia del Lser), creemos conveniente repasar de nuevo algunos de estos conceptos, ya qeu entendemos que sin ellos sera difcil la comprensin de la forma de actuacin de los lseres en la obtencin de los resul-tados deseados en cada una de sus aplicaciones especficas.

    La utilizacin de los diferentes lseres como un instrumento mdico es un proceso evolutivo de con-tinuo refinamiento tcnico y fundamentalmente basado en el entendimiento de las interacciones tisulares me-diadas por el haz de luz lser. La comprensin de estas interacciones es mucho ms importante que cualquier otra del aparato lser que se vaya a utilizar. La capacidad de lograr el efecto teraputico deseado con un lser depende de la buena eleccin de los parmetros intrnsecos del lser, como longitud de onda, densidad de energa, irradiancia, tamao del spot y anchura de pulso. La evolucin continua en este campo proporcionar mejores resultados y aumentar la posibilidad de tratar otras muchas afecciones. Actualmente, la utilizacin de los lseres es imprescindible en un gran nmero de aplicaciones clnicas y creemos que debera estar integrada en el aprendizaje mdico y fundamentalmente quirrgico, imprescindible para aquellos mdicos que manejen estos instrumentos.

    RADIACIN ELECTROMAGNTICA - REM

    Todos los efectos de la luz sobre la piel, includa la luz lser (200-20.000 nm), comienzan con la ab-sorcin de la radiacin electromagntica (REM). La radiacin electromagntica es una forma fundamental de energa que exhibe tanto propiedades de onda (debido a un campo elctrico y magntico alternante), como propiedades de partculas (ya que la energa es trasnportada en cuantos - cuantios (en latn quanta, denotaba en la fsica cuntica primitiva tanto el valor mnimo que puede tomar una determinada magnitud en un sistema fsico, como la mnima variacin posible de este parmetro al pasar de un estado discreto a otro que se conoce como fotones). Los fotones de las longitudes de onda largas transportan menos energa que los fotones de las longitudes de onda cortas, segn la ley de Planck. Comenzando con las longitudes de onda largas, la baja en-erga de los fotones al final del espectro lumnico, las REM incluyen las ondas de radio, microondas, la radia-cin infrarroja (IR), la radiacin visible ultravioleta y las radiaciones ionizantes (rayos X. Los rayos X son una radiacin electromagntica de la misma naturaleza que las ondas de radio, las ondas de microondas, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos ultravioleta y los rayos gamma. La diferencia fundamental con los rayos gamma es su origen: los rayos gamma son radiaciones de origen nuclear que se producen por la desexcitacin de un nuclen de un nivel excitado a otro de menor energa y en la desintegracin de istopos radiactivos, mientras que los rayos X surgen de fenmenos extranucleares, a nivel de la rbita electrnica, fundamental-mente producidos por desaceleracin de electrones. La energa de los rayos X en general se encuentra entre la radiacin ultravioleta y los rayos gamma producidos naturalmente. Los rayos X son una radiacin ionizante

    346

  • 347

    Figura 8.1 Diagramas del espectro de Radiacin electromagntica - REM

    porque al interactuar con la materia produce la ionizacin de los tomos de la misma, es decir, origina partcu-las con carga (iones). La REM se absorbe por la materiaa travs de interacciones con partculas cargadas de electrones o a travs de la separacin de de cargas en las molculas llamadas dipolos (el dipolo elctrico compuesto por dos cargas puntuales; el dipolo magntico representativo de un espira con corriente). Cuando se absrobe un fotn, sucede algn movimiento o separacin de la materia cargada y la energa trasnportada por ese fotn se invierte en esta excitacin. La absorcin y la excitacin son necesarias para todos los efectos fotobiolgicos y las interacciones del lser con los tejidos.

    Las unidades en las que se mide la REM forman una parte importante de la comprensin de las interac-ciones del lser con los tejidos. La energa se mide en julios (J). La cantidad de energa entregada por unidad de rea es la fluencia o dosis, que se expresa usualmente en julios/cm2 (J/cm2). La proporcin en la cual se entrega la energa se llama potencia que se mide en vatios (W). Por definicin, un vatio es un julio por segundo (W = J/seg). La potencia entregada por unidad de rea es por tanto la proporcin de energa que se entrega por cantidad de superficie de la piel (es la irradiancia o densidad de potencia), La irradiancia es la magnitud uti-lizada para describir la potencia incidente por unidad de superficie de todo tipo de radiacin electromagntica, que habitualmente se expresa en W/cm2.

    La duracin o tiempo de la exposicin lser, que se denomina anchura de pulso, es extremadamente importante ya que establece el tiempo durante el cual se entrega la energa. En las utilizaciones percutneas o transcutneas, las exposiciones a la luz lser pueden variar de milisegundos (10-3 seg) a picosegundos (10-12 seg). La fluencia entregada es igual a los tiempos de irradiancia de la duracin de la exposicin. Otros factores importantes son el dimetro focal del haz de luz lser (tamao de spot), que afecta en gran medida la intensi-dad dentro de la piel, si la luz incidente es convergente, divergente o difusa y la uniformidad de la irradiancia sobre el rea expuesta.

  • 348

    CALOR

    La mayora de las aplicaciones cutneas o percutneas son trmicas. En contraste con las reacciones fotoqumicas, el calor no necesita ningn tipo de energa fotnica. Por consiguiente, la absorcin de cualquier radiacin electromagntica puede originar calor. La temperatura est directamente relacionada con la excit-acin cintica media de las molculas (ej.: la cantidad de movimiento, vibracin, rotacin y otros movimientos moleculares que suceden). A medida que la temperatura se eleva, las molculas grandes, especialmente las que estn configuradas y necesarias para la vida se agitan. La mayora de las protenas, DNA, RNA, mem-branas y sus estructuras integrales comienzan a desunirse o fundirse a temperaturas que oscilan entre los 40 y los 100 C. Debido a que la configuracin molecular es necesaria para la actividad biolgica, el resultado es la desnaturalizacin o la prdida de funcin. Igualmente, la alta concentracin de macromolculas presentes en el tejido desplegadas se enredan, y el tejido se convierte en coagulado. Un ejemplo que nos es familiar de desnaturalizacin, es la coccin de la clara de un huevo. La desnaturalizacin trmica es dependiente tanto de la temperatura como del tiempo, a pesar de eso tiene un umbral de calentamiento similar. Para un tiempo de calentamiento determinado, existe un rango esrecho en la variacin de temperatura en el cual se produce una desnaturalizacin total. Para la desnaturalizacin de la mayora de las protenas se debeb aumentar la temoera-tura alrededor de 10 C por cada dcada de disminucin en el tiempo de calentamiento para lograr el mismo grado de coagulacin trmica.

    En las interacciones lser-tejidos, la coagulacin trmica origina una necrosis celular, hemostasia, fusin y una alteracin grosera de de la matriz extracelular en combinaciones especficas de tiempo y tem-peratura de calentamiento. La coagulacin trmica es tambin una quemadura y la ciruga lser y consisten principalmente en el control de dnde y cunto calor se produce una lesin. Los lseres que operan de forma contnua y de relativamente baja potencia (ej.: CO2, argn) y los lseres casi contnuos (de pulsos muy rpidos) como los de vapor de cobre, KTP (fosfato de titanio y potasio) usualmente producen una quemadura superfi-cial, bien controlada y de espesor parcial. Por el contrario, los lseres de colorante pulsado (PDL - pulsed dye laser), diseados para fototermlisis de las lesiones microvasculares, producen una quemadura selectiva de la microvasculatura.

    Figura 8.2 Grado de penetracin cutnea de las diferentes longitudes de onda

    La fototermlisis selectiva utiliza la absorcin selectiva de los pulsos de luz por los cromforos o partculas pigmentadas como va-sos sanguneos, clulas pigmenta-das, las partcula de la tinta de los tatuajes. (Nota: Un cromforo es la parte o conjunto de tomos de una molcula responsable de su color. Tambin se puede definir como una sustancia que tiene muchos elec-trones capaces de absorber energa o luz visible e infrarroja, y excitarse para as emitir diversos colores, de-pendiendo de las longitudes de onda de la energa emitida por el cam-bio de nivel energtico de los elec-trones, de estado excitado a estado fundamental o basal.Cuando una molcula absorbe cier-tas longitudes de onda de luz visi-ble y transmite o refleja otras, la molcula tiene un color. Un crom-foro es una regin molecular donde

  • 349

    la diferencia de energa entre dos orbitales atmicos cae dentro del rango del espectro visible. La luz visible que incide en el cromforo puede tambin ser absorbida excitando un electrn a partir de su estado de re-poso.En las molculas biolgicas tiles para capturar o detectar energa lumnica, el cromforo es la semimolcula que causa un cambio en la conformacin del conjunto al recibir luz.

    Los pulsos cortos son necesarios (< 1 ms) para depos