“Lazer” kelimesi uyarılmış radyasyon yoğunlaşması ile güçlendirilmiş ışık (Light Amplification bye the Stimulated Emission of Radition) ifadesinin baş harflerinden oluşmaktadır. 1917 yılında Albert Einstein’ in kuantum teorisi üzerinde “uyarılmış ışığın emilimi” düşüncesi ortaya çıkmıştır. Einstein’ e göre ışık kontrollü bir biçimde herhangi bir enerji düzeyinde uyarılabilmektedir. Bu başlık üzerinden gidilerek lazerin günümüz teknolojisindeki temelleri ortaya çıkmıştır (Billings ve Tabak, 2011) .
Theodore Mainman 1959 yılında yakut kristalini kullanıp ilk lazer olan Ruby Lazer’ ini üretmiştir (Şekil 2.17). Ruby lazeri 694 nanometre dalga boyundadır ve kırmızı renktedir. Ruby lazerinin icadından sonra 1961 yılında Johnson tarafından Neodymium: Yytrium- Aliminyum-Garnet (ND: Yag) Lazer, 1962 yılında Bennett tarafından geliştirilen Argon Lazer ve 1964 yılında Patel tarafından CO2 lazer icat edilmiştir (Koç ve Dinçer, 2012).
Şekil 2.17. Ruby lazer (Tlslaser, 2014)
Lazer sistemlerinin çalışma mantığında ışık kaynağı üzerinden çıkan ışınlar belirli bir küme biçiminde toplanarak güçlendirme işlemi uygulanır. Bu güçlendirme işlemi sonucu oluşan demet yapısındaki ışık belirli bir noktaya yönlendirilir. Bu işlemler göz önüne alındığında lazer sistemi güç kaynağı, katı-sıvı-gaz veya yarı iletken aktif ortam olarak
30
bilinen lazer maddesi, optik kav ile veya tüp ve dağıtım sistemlerinden meydana gelmektedir. Bir atom, çekirdeği ve çevresinde yörüngelerinde mevcut olan elektronlarıyla beraber kararlı bir biçimde bulunur. Dışarıdan etki eden herhangi bir uyarısal işlem veya enerji yükleme ile dengeli bir biçimde bulunan atom, bu dış etkileri soğurarak uyarılmış bir duruma geçer. Bir atom uyarıldığı takdirde, bu uyarılma sürecinde foton adı verilen bir enerji açığa çıkarır. Uyarılmış atom, diğer bir benzer atomdan çıkan eşit miktardaki enerjili bir başka foton tarafından uyarıldığı takdirde ise durağan forma geçerken iki benzer foton salınır. Bu işleme ise “uyarılmış emisyon” adı verilir. Bu çarpışmalar sonucu çıkan fotonların sayısı birbirini katlayacak şekilde artar. Salınan bu fotonlar aynalar arasında yansıma sürecindeyken ortaya çıkan enerjiye lazer ışığı adı verilir (Öztürkcan ve Bilaç, 2009).
Şekil 2.18. Lazer ışığı gösterimi (Megep, 2011)
Lazer ışığı bazı karakteristik özelliklere sahiptir. Bu özellikler; lazer ışığının tek yönlü, tek fazla, tek renkli, dağılmadan ilerleyebilen, paralel yol alma özelliğine sahip ve bir ışık oluşudur (Şekil 2.18). Her lazer sistemi farklı dalga boyu değerine sahiptir. Her lazerin dalga boyu ise kullandığı aktif ortama göre belirlenir. Bu aktif ortam katı, sıvı, gaz ve yarı iletken olmak üzere dört başlığa ayrılır. Katı aktif ortama sahip olan lazerler Ruby, Alexsandrite ve Nd: YAG, gaz aktif ortama sahip lazerler Argon ve CO2, sıvı aktif ortamlı lazerler Pulsed Dye Lazer ve yarı iletken aktif ortama sahip lazerler ise Diod Lazerlerdir (Nelson, 2005).
31
Bir ışık kaynağının hedefle teması dört farklı şekilde olabilir. Işık kaynağı hedefin içinden doğrudan geçebilir, hedef yüzeyinden yansıma işlemi yapabilir, hedef içinde dağılma durumu gösterebilir veya hedef tarafından absorbe edilebilir (Şekil 2.19 ve 2.20).
Şekil 2.19. Işığın yansıması ve soğurulması (Karmabilgi, 2014)
Işık kaynağının yüzeyle yaşadığı bu dört durumdan sadece emilme işlemi gerçekleştiğinde lazer işlemi için uygun şartlar sağlanabilir. Lazer ışığı uygulandığı yüzeyde selektif olarak emilirse etki sağlayabilir. Emilme işlemi esnasında ışında bulunan enerji ısı enerjisine dönüşür. Bu dönüşüm sonucu açığa çıkan ısı enerjisi lazer işleminin verimi için önemli bir etki taşır. Lazerin uygulandığı yüzeydeki sonuca etki eden faktörler arasında; kullanılan ışığın dalga boyu, ışıktaki enerji yoğunluğu, ışığın uygulanma süresi ve çapı, uygulanma sıklığı etkin rol oynar (Öztürkcan ve Bilaç, 2009).
32
Lazer “Selektif Fototermoliz” teorisine dayanan bir çalışma prensibine sahiptir. Lazer tedavisi deri yüzeyinden derideki uygun hedefe (kıl, damar, kolajen) uygulanan bir ışımadır. Derideki hedef kromoforun selektif olarak yok edilmesi veya zarar görmesinin sağlanması ilk kez 1983 de Anderson ve Parrish tarafından “selektif fototermoliz teorisi” ile açıklanmıştır. Bu teori sayesinde spesifik olarak bir dokunun nasıl bir seçicilikle hasarlandırılacağının temelleri belirlenir. Bu teoriye göre; hedeflenen bölgede seçici ve etkili sonuç elde edilir. Çevre normal deride oluşabilecek istenmeyen termal hasar ise minimaldir (Anderson ve Parrish, 1983). Bu teori lazer enerjisinin kıl köküne iletilmesi konusunda kabul edilmiş açıklamaların başında gelir.
Kıllardan kalıcı olarak kurtulmak amacıyla lazer enerjisinin kıl kökü üzerinde yoğun bir biçimde toplanması mantığına dayanan bu sistemler homojen ve selektif fototermoliz olmak üzere ikiye ayrılır.
2.4.1. Selektif Fototermoliz
Selektif fototermolizde hedef dokunun termal gevşeme zamanından daha az veya eşit sürede olacak şekilde o doku tarafından absorbe olabilecek uygun dalga boyunda ışık kullanıldığında çevre doku etkilenmeden hedef dokuda hasar oluşacaktır. Daha kısa dalga boyuna sahip lazer sistemleri çok derinde olan kıl köküne ulaşamadıkları için, enerjiyi köke ulaştırmak amacıyla kılın kendisini iletken olarak kullanır. Bu durumda zaman zaman kılın kendisi yanmakta ve hemen dökülmekte ancak kılın kökü yeterince etkilenmediği ve germinatif tabaka sağlam kaldığı için, kısa bir süre sonra lazer uygulaması yapılmış olan kıl köklerinden tekrar kıl çıkabilmektedir. Bu da seans sayısını arttırmakta, tedavi süresini uzatmakta ve yapılan işlemin kalıcılığını azaltmaktadır (Ergenekon ve Aybey, 2001).
2.4.2. Homojen Fototermoliz
Uzun dalga boyuna sahip lazerler kılın kendisi ile ilgilenmezler. Dalga boyu uzun olan lazerler doku içerisinde enerjilerini kaybetmeden daha derine inebildikleri için direkt olarak kıl kökü ya da kıl kökünü besleyen yapıları tahrip ederek kalıcı epilasyonu sağlarlar. Bu sayede uygun cilt tiplerinde hızlı ve kalıcı lazer epilasyon sağlamak mümkün olabilmektedir. Deride lazer uygulamalarında amaç su, hemoglobin, melanin, karoten gibi kromofor olarak adlandırılan maddeler tarafından emilimi gerçekleşmesi amacıyla uygun
33
dalga boyunu ayarlayarak hedefte ısı birikimini ve hedefin yok olmasını sağlamaktır (Epilasyonmerkezi, 2006).
2.4.3. Lazerin Doku Üzerindeki Etkileri
Lazer dokuda 3 farklı etki türünü gerçekleştirir.
2.4.3.1. Fototermoliz Etki
Hedef dokuda gerçekleşen ısıdaki artış sebebiyle uygulanan dokuda hasar oluşumu ve dokunun yok olması durumudur. Bunun sağlanması için lazer uygulaması sonucu açığa çıkan enerji miktarı hasara yol açabilecek kadar büyük yoğunlukta olmalıdır. Uygulanan lazer ışığı deri tarafından emilebilecek formda olmalıdır. Son olarak uygulanan lazer ışığı sadece hedef dokuya etki edebilmeli ve çevresel dokulara zarar vermemelidir. Bu durumda da lazerin uygulama süresi önemlidir.
2.4.3.2. Fotoakustik Etki
Lazer ışığı uygulaması sonucu emilen enerji şok dalga etkisi ve vibrasyona sebep olarak hedef dokuda parçalanmaya sebep olur.
2.4.3.3. Fotokimyasal Etki
Lazer ışığının hedef dokuda absorbe edilmesi ile ortaya çıkan ısı artışının pigmentlerde bulunan pirol halkasında kimyasal değişik oluşur (Tanzi, Lupton ve Alster 2003).
2.5. Dermatoloji Alanında Kullanılan Lazerler