La duración del pulso dicta el momento de la transferencia térmica entre el tejido de la piel y el mecanismo de enfriamiento del dispositivo. Para pulsos cortos (30 milisegundos o menos), la generación de calor es demasiado rápida para la difusión en tiempo real, lo que obliga al diseño a depender de la coincidencia del índice de refracción y un preenfriamiento agresivo. Por el contrario, los pulsos largos (100 milisegundos o más) permiten que el calor viaje a la superficie durante el disparo, convirtiendo la capacidad de disipación de calor continua de la ventana de zafiro en el factor principal para proteger la epidermis.
El desafío de ingeniería central es la sincronización: los pulsos cortos requieren una gestión térmica preventiva antes del disparo, mientras que los pulsos largos exigen una extracción de calor activa y de alta capacidad durante el disparo.
Ingeniería de enfriamiento para diferentes duraciones
La interacción física entre la energía láser y el medio de enfriamiento cambia drásticamente según la duración temporal del pulso.
El desafío del pulso corto (<30ms)
Cuando un pulso es extremadamente breve (30 ms o menos), la energía se entrega más rápido de lo que el calor puede difundirse a través del tejido. El calor no tiene tiempo de viajar desde el área objetivo hasta el disipador de calor de zafiro *durante* el pulso en sí.
En consecuencia, el enfoque del diseño se traslada a la preparación. El sistema debe depender de un preenfriamiento de larga duración para reducir la temperatura base de la piel antes de que se active el láser. Además, optimizar la coincidencia del índice de refracción se vuelve crítico para garantizar un acoplamiento de luz eficiente y minimizar el calentamiento superficial en el punto de entrada.
La ventaja del pulso largo (>100ms)
Las duraciones de pulso extendidas crean una ventana donde la difusión térmica ocurre simultáneamente con la irradiación. A medida que se activa el láser, el calor comienza a transferirse de la piel a la ventana de zafiro.
En este escenario, el efecto de disipación de calor en tiempo real es primordial. El sistema de enfriamiento debe diseñarse para extraer activamente el calor de la epidermis de forma continua mientras el láser está activo. La ventana de zafiro sirve como un puente térmico dinámico, protegiendo la piel de la acumulación de calor excesivo durante el tiempo de exposición más prolongado.
Restricciones biológicas: Tiempo de relajación térmica (TRT)
Las estrategias de enfriamiento no se pueden diseñar en el vacío; deben adherirse a los principios biológicos del Tiempo de Relajación Térmica (TRT), el tiempo necesario para que un objetivo pierda el 50% de su calor.
Coincidencia del pulso con el grosor del objetivo
La duración del pulso debe calibrarse con el TRT del folículo piloso específico. El vello más grueso requiere anchos de pulso más largos (por ejemplo, 30-70 ms) para permitir que la energía térmica se conduzca completamente desde el tallo del vello a toda la estructura del folículo.
Protección epidérmica para pieles más oscuras
Para pacientes con tonos de piel más oscuros, ajustar la duración del pulso es un mecanismo de seguridad. Las duraciones de pulso más largas (en el rango de 3-10 ms o más) permiten que la melanina de la epidermis disipe el calor a través de la conducción térmica hacia la superficie de enfriamiento.
Esto evita que la epidermis se sobrecaliente, al tiempo que mantiene suficiente confinamiento de energía dentro del folículo para garantizar su destrucción.
Comprender las compensaciones
Diseñar para la flexibilidad implica equilibrar la seguridad con la eficacia. La desalineación de estos parámetros conduce a fallas del dispositivo o lesiones al paciente.
El riesgo de sobrecalentamiento localizado
Un error de diseño común es no igualar la densidad de energía (fluencia) con la duración del pulso correcta. Los dispositivos de alta energía que utilizan pulsos únicos conllevan un riesgo significativo si el pulso es demasiado corto para el nivel de energía elegido.
Si la energía se entrega demasiado rápido para que el sistema de enfriamiento la gestione, provoca un sobrecalentamiento localizado. Esto puede resultar en quemaduras, impresiones mecánicas temporales en la piel o daño vascular dérmico.
Eficacia frente a seguridad
Los pulsos cortos crean un impacto térmico instantáneo más alto, que es necesario para eliminar el vello fino o residual. Sin embargo, esto aumenta la carga sobre el sistema de preenfriamiento para prevenir daños en la superficie.
Los pulsos más largos son más seguros para la epidermis y necesarios para el vello grueso, pero corren el riesgo de difundir demasiado calor a los tejidos adyacentes si el sistema de enfriamiento no extrae activamente ese calor en tiempo real.
Tomar la decisión correcta para su objetivo
El diseño óptimo del láser requiere una estrategia de enfriamiento que se adapte a las duraciones de pulso específicas requeridas por su grupo demográfico de pacientes.
- Si su enfoque principal es tratar el vello fino o residual: Priorice duraciones de pulso cortas para un alto impacto térmico, asegurándose de que su sistema utilice preenfriamiento agresivo y un acoplamiento óptico superior.
- Si su enfoque principal es la seguridad en tipos de piel más oscuros: Utilice duraciones de pulso más largas para permitir la disipación del calor epidérmico, asegurándose de que su ventana de zafiro tenga una alta capacidad en tiempo real para extraer calor *durante* la emisión del láser.
El éxito radica en sincronizar el método de enfriamiento con la velocidad de entrega de energía para maximizar la destrucción del folículo mientras se neutraliza el calor superficial.
Tabla resumen:
| Duración del pulso | Característica térmica | Estrategia de enfriamiento principal | Enfoque de diseño |
|---|---|---|---|
| Corto (<30ms) | Generación rápida de calor; sin tiempo para la difusión | Preenfriamiento agresivo | Coincidencia del índice de refracción y enfriamiento de referencia |
| Medio (30-70ms) | Conducción térmica equilibrada | Enfriamiento integrado | Coincidencia del TRT de folículos pilosos gruesos |
| Largo (>100ms) | Difusión térmica en tiempo real durante el disparo | Extracción de calor activa | Ventana de zafiro como puente térmico dinámico |
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Referencias
- Kurt G. Klavuhn, David Green. Importance of cutaneous cooling during photothermal epilation: Theoretical and practical considerations. DOI: 10.1002/lsm.10078
Este artículo también se basa en información técnica de Belislaser Base de Conocimientos .
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