Ширина импульса и циклы радиочастоты: как они влияют на эффективность процедуры

В 2023 году в журнале Clinical, Cosmetic and Investigational Dermatology вышла статья, в которой команда исследователей описала вызванные радиочастотным воздействием термические реакции тканей (на мышиной модели) при различных длительностях импульсов и циклах серий импульсов. Приводим самую важную информацию из оригинала, которая может быть полезна врачам-косметологам в практической работе.

Ранее та же команда проводила экспериментальное исследование ex vivo и установила, что термометрические эффекты биполярного РЧ-воздействия были связаны с мощностью и длительностью импульсов и циклов серий импульсов. В новом исследовании команда экспериментировала с частотой 1 МГц. В эксперименте использовался инвазивный биполярный радиочастотный аппарат переменного тока с микроигольчатыми электродами с частотой 0,5, 1 и 2 МГц (VIRTUE RF™; Shenb Co., Ltd., Сеул, Корея) Устройство подает радиочастотную энергию через 36 изолированных микроигл-электродов (хирургическая нержавеющая сталь с позолотой 24 карата) в одноразовом наконечнике размером 10 × 10 мм (Smart RF™ 36 tip; Shenb Co., Ltd.), электроды в котором равномерно расположены по схеме 6 × 6 на ближайшем расстоянии между микроиглами (1,75 мм). Диаметр изолированных микроигл составлял 300 ± 5 мкм, а длина неизолированного заостренного кончика микроиглы — 300 мкм.

Параметры эксперимента: время процедуры – 200, 400, 600 и 800 мс, количество серий импульсов в них – 1, 4, 7 и 10 (Рис.1).

Рисунок 1. Схематическое изображение экспериментальных параметров для инвазивной биполярной радиочастотной (РЧ) обработки тканей крыс in vivo на частоте 1 МГц.

После введения в кожу крыс in vivo с помощью шагового двигателя микроигольчатых электродов на глубину 1,5 мм в дерму подавали от одного до нескольких циклов серий импульсов РЧ-излучения. Затем образцы, полученные в моменты времени 1 ч и 3, 7, 14 и 21 день после воздействия исследовали гистологически с окрашиванием гематоксилином и эозином и трихромом Массона (Рис. 2, 3).

Рисунок 2. Одиночный радиочастотный импульс, вызвавший немедленную реакцию тканей в коже крысы in vivo. Две зоны термических реакций тканей: зоны коагуляционного некроза в дерме околоэлектродных участков (звездочки) и зоны некротических термических реакций в дерме межэлектродных участков (стрелки). Параметры воздействия включали глубину проникновения микроиглы 1,5 мм и время проведения радиочастотного излучения (А) 200 мс, (B) 400 мс, (C) 600 мс и (D) 800 мс. Окрашивание гематоксилином и эозином. Исходное увеличение × 40.

Рисунок 3. Вызванная серией одиночных РЧ импульсов реакция тканей в коже крысы in vivo через 7 дней после обработки. Параметры воздействия включали глубину проникновения микроиглы 1,5 мм и время воздействия радиочастотного излучения (A) 200 мс, (B) 400 мс, (C) 600 мс и (D) 800 мс. (A и B) В дерме были отчетливо видны зоны некротических термических реакций, но без зон коагуляционного некроза. (C и D) Гистологические признаки заживления раны после вызванного радиочастотным излучением коагуляционного некроза (звездочки) сохранялись, с зонами некротических термических реакций в дерме. Окрашивание гематоксилином и эозином. Исходное увеличение × 40.

Гипертермические условия РЧ-воздействия

Биполярные радиочастотные (РЧ) колебания переменного тока подаются в ткани с помощью инвазивных микроигольчатых электродов в виде одной или нескольких серий импульсов, вызывая различные гипертермические реакции. Интенсивность реакции зависит от режима и параметров подачи энергии. При этом инициируемые РЧ клеточные и субклеточные реакции зависят от эффективности доставки излучения при достижении и поддержании целевой температуры тканей.

Низкотемпературные условия (40–45 °C) вызывают некротические тепловые реакции, однако повреждение клеток при этом обратимое.

Высокотемпературные условия (>60 °C) приводят к индукции коагуляционного некроза тканей, и цитотоксическое повреждение при этом необратимое. Если температура >100 °C, происходит высыхание тканей вокруг электродов микроигл, увеличивается местный импеданс и значимо снижается эффективность РЧ-воздействия.

Немедленная реакция тканей на серию одиночных импульсов

Образцы кожи крыс, полученные через 1 ч после обработки серией одиночных радиочастотных импульсов с длительностью проведения 200, 400, 600 и 800 мс, отличались наличием двух зон термических реакций тканей: зоны коагуляционного некроза в дерме околоэлектродных участков, зоны некротических термических реакций в дерме межэлектродных участков.

При увеличении времени радиочастотного воздействия увеличивались размер коагуляционного некроза около электрода и степень некроза тканей. Более того, межэлектродные некротические термические реакции становились более явными на более обширных участках дермы при увеличении времени радиочастотного воздействия.

В приэлектродных зонах, прилегающих к фолликулярным структурам, вокруг проксимальных участков микроигл наблюдали коагуляционный некроз тканей. При этом в средней и глубокой дерме межэлектродных зон возникали значительные тепловые реакции тканей без коагуляционного некроза или карбонизации.

В околоэлектродных зонах без волосяных фолликулов вокруг дистальных частей микроигл обнаружены зоны коагуляционного некроза, а микроскопически заметные, но некротические термические реакции тканей преимущественно выявлены в верхнем и среднем слоях дермы в межэлектродных зонах.

Отсроченная реакция тканей после одноимпульсной радиочастотной терапии

Зоны коагуляционного некроза около электрода становились незаметными через 3 и 7 дней при времени проведения 200 и 400 мс, но оставались заметными микроскопически через 7 дней при времени воздействия 600 и 800 мс.

В зонах межэлектродных некротических термических реакций по всей дерме и подкожно-жировой клетчатке при всех значениях времени радиочастотного воздействия через 3 и 7 дней после процедуры наблюдали заметные эритематозные, неравномерно расположенные коллагеновые пучки.

Сальные железы в межэлектродных зонах через 3 дня после процедуры уменьшились и приобрели сероватый оттенок, предположительно вследствие вызванной радиочастотным излучением тепловой реакции.

Гистологические признаки неоколлагенеза обнаружены в основном в верхней и средней дерме при времени проведения 200 и 400 мс и в средней и глубокой дерме при времени проведения 600 и 800 мс через 14 и 21 день после обработки.

Множественные радиоимпульсные серии, вызывающие немедленную реакцию тканей

Образцы кожи крыс, обработанные несколькими сериями радиочастотных импульсов (4, 7 и 10 импульсов) при времени воздействия (общее время проведения + общее время паузы) 200, 400, 600 и 800 мс содержали коагуляционный некроз и зоны термической некротической реакции.

При увеличении числа серий импульсов количество и размер зон коагуляционного некроза в околоэлектродных областях значительно уменьшились.

В каждом эксперименте с сериями импульсов размер и степень коагуляционного некроза околоэлектродной зоны при увеличении времени радиочастотного воздействия увеличивались.

При увеличении количества серий импульсов и времени радиочастотного воздействия более явными становились некротические термические реакции, распределявшиеся в более широких и глубоких областях межэлектродных зон в дерме.

Общее время действия при использовании 7 или 10 серий импульсов было короче, а общее время отключения — больше, чем при использовании 1 или 4 серий импульсов, при одинаковом общем времени обработки. Тем не менее, микроскопические изменения в радиочастотных термических некротических реакциях были более заметны в образцах, обработанных радиочастотой с 7 или 10 сериями импульсов в межэлектродных областях.

Зоны некротических термических реакций наблюдались в дермоэпидермальном соединении и поверхностной сосочковой дерме, углубляясь в ретикулярную дерму или подкожно-жировую клетчатку.

Характер тепловых реакций варьировался в зависимости от условий эксперимента и наличия в приэлектродной области волосяных фолликулов. В частности, при экспериментальных условиях 7 и 10 серий импульсов, демонстрирующих тепловые реакции в межэлектродных зонах верхней и средней дермы, сальные железы представляли собой однородные серо-черные тепловые реакции себоцитов без заметной карбонизации.

Отсроченная реакция тканей после многоимпульсной радиочастотной терапии

Зоны коагуляционного некроза около электрода становились незаметными через 3 и 7 дней после процедуры при всех сериях импульсов и величинах времени проведения (Рис. 4, 5).

Рисунок 4. Множественные тканевые реакции, вызванные серией радиочастотных импульсов, в коже крыс in vivo через 0 и 7 дней после обработки. (A) Сразу после радиочастотной обработки при общем времени воздействия 400 мс с использованием четырех серий импульсов в дерме наблюдались зоны коагуляционного некроза (звездочки) и некротические термические реакции (стрелки). Сразу после радиочастотной обработки при общем времени воздействия 400 мс с (B) 7 и (C) 10 сериями импульсов в дерме были заметны только некротические термические реакции (стрелки). Через семь дней после обработки при общем времени воздействия 400 мс сериями импульсов (D) 4, (E) 7 и (F) 10 в дерме наблюдались некротические термические реакции (стрелки). (B) Вид крупным планом серо-черных термических реакций в сальных железах. Окрашивание гематоксилином и эозином. Исходное увеличение × 40.

Рисунок 5. Вызванные серией РЧ импульсов множественные реакции тканей в коже крыс in vivo через 0 и 3 дня после обработки. Параметры обработки включали глубину проникновения микроиглы 1,5 мм, общее время обработки (A и B) 600 мс и (C и D) 800 мс, и 10 серий импульсов. В дерме (стрелки) и подкожной жировой клетчатке (звездочки) отчетливо видны зоны некротических термических реакций без выраженных зон коагуляционного некроза. (A и C) Через час и (B и D) через 3 дня после радиочастотной обработки. (А) Вид крупным планом серо-черных термических реакций в сальных железах. (C) Вид крупным планом термических реакций, вызванных радиочастотным излучением, в подкожно-жировом слое. Окрашивание гематоксилином и эозином. Исходное увеличение × 40.

В зонах межэлектродных некротических термических реакций по всей дерме и подкожно-жировой клетчатке при всех значениях времени радиочастотного воздействия через 3 и 7 дней после процедуры наблюдались заметные эритематозные неравномерно расположенные коллагеновые пучки. Гистологические признаки неоколлагенеза обнаруживались от верхних слоев дермы к более глубоким, особенно в местах расположения большего количества серий импульсов через 14 дней и 21 день после процедуры.

Степень гистологических изменений в коллагеновых волокнах и дермальных фибробластах была при увеличении времени радиочастотного воздействия при каждой серии импульсов заметно выше (Рис. 6).

Рисунок 6. Вызванные серией РЧ импульсов множественные реакции тканей в коже крыс in vivo через 21 день после обработки. Образцы кожи, обработанные радиочастотным излучением, через 21 день после процедуры характеризовались значительным увеличением числа коллагеновых волокон и дермальных фибробластов. Параметры обработки включали глубину проникновения микроиглы 1,5 мм, общее время обработки (A-D) 200 мс и (E и F) 600 мс, а также количество импульсов (A и B) 4 и (C-F) 7. Окрашивание трихромом массона. Исходное увеличение (A, C и E) ×40 и (B, D и F) ×200.

При одинаковом общем времени процедуры серия импульсов в условиях 4 вызвала больше изменений в коллагеновых волокнах и дермальных фибробластах, чем серия импульсов в условиях 7. Однако зоны гистологических изменений были при серии импульсов 4 ограничены заметно меньшими участками, чем при серии импульсов 7.

Гистологические изменения в виде увеличения числа коллагеновых волокон и дермальных фибробластов были более заметны при общем времени воздействия 600 мс по сравнению с 200 мс.

Практическое приложение

Более короткое время воздействия с несколькими сериями импульсов и более длительное время паузы между импульсами вызывали значительные некротические тепловые реакции ткани, которые связаны с увеличением пучков коллагена в верхней и глубокой дерме. Таким образом, эффективность радиочастотной обработки импульсного типа в большей степени связана с межэлектродными некротическими термическими реакциями, вызванными радиочастотным излучением.

При обработке кожи с многочисленными толстыми волосяными фолликулами клинически эффективнее доставлять радиочастотную энергию во всю дерму с помощью большего количества серий импульсов с более коротким временем проведения индивидуального импульса.

Такие условия также снижают риск возникновения коагуляционного некроза в верхней части сосочкового слоя дермы. Кроме того, предполагается, что подача высокоэффективного РЧ излучения воздействует на более широкие и глубокие участки ткани-мишени. Поэтому врачи могут выбирать меньшую глубину проникновения инвазивных микроигольчатых электродов, что может уменьшить боль при проведении радиочастотного воздействия.

Выводы

Образцы кожи крыс, обработанные радиочастотным излучением с множеством серий импульсов (аппарат VIRTUE RF™; Shenb Co., Ltd., Сеул, Корея), показали, что количество и размер зон коагуляционного некроза около электрода при увеличении количества серий импульсов и, соответственно, уменьшении времени проведения каждой серии импульсов заметно уменьшались.

Микроскопические изменения некротической термической реакции, вызванной радиочастотным излучением, были более заметны в межэлектродной области образцов, обработанных с помощью 7 или 10 серий импульсов над верхней, средней и глубокой дермой и подкожной жировой клетчаткой, чем в межэлектродной области образцов, обработанных с помощью 1 или 4 серий импульсов.

Источник: https://www.1nep.ru/