Abstract
Elektrisch geschichtete Gewebestrukturen verändern die Verteilung des Hochfrequenzstroms in der Dermis und im subkutanen Fettgewebe im Vergleich zu derjenigen in einem homogenen Medium erheblich. Auf der Grundlage des einfachen Modells der HF-Stromverteilung in einer zweischichtigen Haut, die Dermis und Subkutis enthält, bewerten wir den Einfluss der Hautdicke auf die Stromdichte in verschiedenen Hautschichten. Unter sonst gleichen Bedingungen ist die Stromdichte in der Dermis bei einer dünneren Dermis höher. Dies widerspricht dem Hauptparadigma der RF-Theorie, wonach die Behandlungsergebnisse hauptsächlich von der im Zielgewebe erreichten Maximaltemperatur abhängen, da die besten kurz- und langfristigen klinischen Ergebnisse der RF-Anwendung auf der Haut in den Bereichen mit dickerer Dermis berichtet wurden. Um diesen Widerspruch aufzulösen, wird vorgeschlagen, dass die Langzeitwirkung von RF durch eine strukturelle Veränderung des subkutanen Fettdepots neben dem behandelten Hautbereich erzielt werden kann. Die Stimulation dieser Zellen, die sich in der Nähe der Schnittstelle Dermis/Subkutis befinden, erfordert eine Konzentration der angewandten HF-Energie in diesem Bereich und eine optimale Anordnung der HF-Elektroden auf der Hautoberfläche.
1. Einleitung
Es wurde angenommen, dass die Anwendung von Hochfrequenz (HF)-Strom auf die Haut deren mechanische Eigenschaften modulieren und folglich die Hauterschlaffung verbessern kann. Theoretisch wurde dieser Effekt mit einer Jouleschen Erwärmung der Dermis in Verbindung gebracht, die zu Konformationsänderungen im Kollagennetzwerk führt (so genannter „Kollagenschrumpfungs“-Effekt) sowie mit einer Stimulation der Kollagenproduktion de novo, die durch die erhöhte Temperatur induziert wird.
Die Verbesserung der Gesichtshautstruktur nach Anwendung von HF-Strom wurde in verschiedenen klinischen Studien nachgewiesen, obwohl die beobachteten Ergebnisse in verschiedenen Gesichtsbereichen variierten. So wurde zum Beispiel als Hauptergebnis nach der Anwendung von monopolarem HF-Strom eine Verbesserung der mäßigen Laxheit der Wangen sowie der Nasolabial- und Mesolabialfalten berichtet; gleichzeitig zeigte sich eine deutlich schlechtere Verbesserung der submandibulären und oberen Halshautlaxität nach derselben Behandlung. Somit zeigen verschiedene Teilbereiche des Gesichts bei ein und derselben Person unterschiedliche Verbesserungen nach der gleichen HF-Behandlung.
Besonderheiten der HF-Stromverteilung in der Haut werden durch verschiedene äußere Parameter bestimmt, darunter die Art und die räumliche Anordnung der HF-Elektroden, sowie durch einige innere Merkmale des Zielgebiets und durch elektrische Eigenschaften der Leitungsbahnen von den Elektroden zum Ziel. Während die externen Parameter im Allgemeinen zuverlässig kontrolliert werden können, können die internen Eigenschaften starke Variationen zwischen den Probanden und zwischen den einzelnen Bereichen aufweisen. Eine wichtige interne Eigenschaft der Haut, die die HF-Stromverteilung erheblich beeinflusst, ist ihr schichtweiser Aufbau mit deutlichen Grenzflächen zwischen den Medien mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften.
Aus elektrischer Sicht sind die wichtigsten Grenzflächen das Stratum corneum/lebensfähige Haut und die Dermis/subkutanes weißes Fettgewebe (sWAT). Die nächste Grenzfläche sWAT/Muskel ist normalerweise weit von der Grenzfläche Dermis/SWAT entfernt und ihr Einfluss auf die Stromverteilung in der Dermis kann in erster Näherung vernachlässigt werden. Eine solche Hautstruktur sollte dazu führen, dass sich der Strom in dem Gewebe mit der höchsten elektrischen Leitfähigkeit (Dermis) konzentriert und sein Eindringen in die sWAT, die einen wesentlich höheren elektrischen Widerstand aufweist, verringert. Dieser Effekt kann sogar über die Besonderheiten der Stromverteilung dominieren, die durch die unterschiedliche räumliche Anordnung der Elektroden auf der Hautoberfläche hervorgerufen werden, wodurch der Einfluss externer Parameter auf das Behandlungsergebnis effektiv verringert wird.
Angenommen, dass die lokale Temperaturerhöhung der Hauptgrund für die beobachtete mechanische Hautmodulation nach der HF-Stromanwendung ist, und unter Berücksichtigung der Tatsache, dass diese Erhöhung quadratisch von der lokalen Stromdichte abhängt, sollte die Auswirkung des HF-Stroms auf die Haut durch die Konfiguration von HF-Elektroden verbessert werden, die die optimalen Stromdichten in einer vordefinierten Zielstruktur bereitstellen. Eine solche optimale Anordnung der HF-Elektroden unter Berücksichtigung der geschichteten Hautstruktur kann erheblich von der entsprechenden Konfiguration der gleichen Elektroden auf der Oberfläche eines homogenen Mediums abweichen und unterscheidet sich stark von den Konfigurationen, die üblicherweise in klinischen Anwendungen verwendet werden. Eine nicht optimale Konfiguration der HF-Elektroden kann die Stromdichte im Zielgebiet um ein Vielfaches reduzieren und damit den gewünschten Erwärmungseffekt erheblich verringern.
Die Dicke der Dermis (DT) ist der universelle Skalenparameter der elektrisch geschichteten Haut. Alle anderen räumlichen Eigenschaften des Systems, z. B. der Abstand zwischen den Elektroden, können in den Einheiten der DT gemessen werden. Es kann davon ausgegangen werden, dass Schwankungen der DT die Stromverteilung stark beeinflussen können und hauptsächlich für die beobachteten Schwankungen der klinischen Ergebnisse zwischen den Bereichen und Probanden verantwortlich sind. Das Hauptziel dieser Arbeit war es, zu analysieren, wie die DT-Variationen die Stromverteilung in der Haut beeinflussen können, und diese theoretischen Ergebnisse mit den Ergebnissen von HF-Stromanwendungen an Körperbereichen mit unterschiedlichen DT-Werten zu vergleichen.
2. Variationen der Gesichtshautdicke
Die Informationen über regionale, geschlechts- und altersabhängige Variationen der DT sind widersprüchlich. Es ist bekannt, dass die absoluten Werte der DT davon abhängig sind, dass das Messverfahren in vitro und in vivo unterschiedlich ist, wobei die in vitro ermittelten DT-Werte angeblich größer sind als die entsprechenden in vivo gemessenen Werte. Es wurde auch gezeigt, dass die DT in ein und demselben Körperbereich mit dem Alter und dem Grad der Lichtschädigung erheblich variieren kann.
Die Dicke der Gesichtshaut bei erwachsenen Leichen weist starke räumliche Variationen auf, wobei sie im Durchschnitt im Wangen- und Kinnbereich größer und im Halsbereich kleiner ist. Zum Beispiel variierte die DT am Hals im Bereich (0,25 mm, 0,80 mm), während sie im Bereich (0,57 mm, 1,62 mm) in der malaren Eminenz und (1,04 mm, 1,20 mm) im Wangenbereich variierte. Deutlich mehr Minutienmessungen an 45 Leichen (27 männliche und 18 weibliche) ergaben für die nicht gefalteten Hautareale Dicken von mm, wobei die gesamte Spanne der Messwerte bei (0,35 mm, 1,65 mm) lag. Die DT-Werte in den Faltenbereichen derselben Probanden lagen bei mm mit einer Spanne von (0,12 mm, 1,74 mm). Im Gegensatz zu diesen Ergebnissen ergaben die Messungen der Hautdicke mit 20 MHz-Ultraschall in vivo durchschnittliche DT-Werte von etwa 1,6 mm im Wangenbereich und mehr als 2,5 mm im Kinnbereich.
Die Variationen zwischen den Probanden für dieselben Teilbereiche des Gesichts sind ebenfalls hoch. Die individuellen DT-Werte im Bereich der malaren Eminenz, die bei drei Leichen gemessen wurden, betrugen mm, mm und mm, entsprechend. Der durchschnittliche DT-Wert für alle drei Probanden betrug mm, was zeigt, dass der hohe Variationskoeffizient, der in dieser Studie ermittelt wurde, hauptsächlich durch starke Variationen zwischen den Probanden verursacht wurde. Gleichzeitig war der Variationskoeffizient für das DT-Profil in demselben Teilbereich des Gesichts hinreichend niedriger und betrug bei den einzelnen Probanden etwa 3-7 %. In einer ersten Annäherung können also die Variationen des Hautdickenprofils innerhalb desselben Gesichtsteilbereichs vernachlässigt werden, aber diese Variationen sollten berücksichtigt werden, wenn die verschiedenen Teilbereiche bei einem Probanden oder bei verschiedenen Probanden betrachtet werden. Wenn solche DT-Variationen die Stromverteilung und die entsprechende Temperaturerhöhung in der Haut signifikant beeinflussen können, sollten die absoluten DT-Werte in einem bestimmten Gesichtsbereich mit der beobachteten Wirksamkeit der HF-Behandlung korrelieren.
3. Auswirkung der DT auf die HF-Stromverteilung in der Haut
Um festzustellen, wie die Stromverteilung in einer geschichteten Haut von der DT abhängt, betrachten wir zunächst die monopolare Stromelektrode auf der Hautoberfläche. Da die Stratum corneum-Schicht der Haut sehr dünn ist, wird ihr Einfluss auf die Stromverteilung in der Dermis vernachlässigt. Da die Haut ein verlustbehaftetes Dielektrikum ist, kann das in einer elektrisch geschichteten Struktur erzeugte elektrische Potenzial als Lösung der Poisson-Gleichung unter Berücksichtigung der dielektrischen Eigenschaften sowie der Polarisation der Grenzflächen zwischen den Schichten ermittelt werden. Um dieses Problem analytisch zu lösen, wird eine Näherung betrachtet, bei der diese Polarisation vernachlässigt wird; diese Näherung berücksichtigt Hochfrequenzen, bei denen die Haut überwiegend elektrisch leitfähig ist. Daher müssen die leitfähigen Ströme in einzelnen Hautschichten viel größer sein als die entsprechenden Verdrängungsströme, d. h. , wobei die Stromfrequenz, die elektrische Leitfähigkeit bei der Frequenz, die Permittivität des freien Raums und die relative Permittivität des Gewebes bei der Frequenz ist. Dies reduziert die Poisson-Gleichung auf die Laplace-Gleichung: wobei der Radiusvektor und die lokale elektrische Leitfähigkeit des Zielgewebes, die von der Stromfrequenz abhängt, sind. Wir betrachten die Haut als eine zweischichtige Struktur mit einer ebenen, isotropen, homogenen Grenze Dermis/Subkutis, die parallel zur Hautoberfläche verläuft. Obwohl ein solches Modell eine Vereinfachung darstellt, bietet es die Möglichkeit, den Einfluss von DT auf die Stromverteilung in der Haut zu analysieren.
Die lokale Stromdichte, , kann aus der folgenden Gleichung ermittelt werden:
Gleichung (1) kann für die Punktelektrode, die auf der Oberseite eines geschichteten Mediums platziert ist, leicht in integraler Form in zylindrischen Koordinaten gelöst werden. In dieser Geometrie kann jeder Punkt in der Haut durch einen Satz von drei Parametern beschrieben werden, wobei der radiale Abstand von der HF-Elektrode, die Tiefe in der Haut und der Azimut gemeint sind. Wenn die punktförmige monopolare Stromquelle auf der Polarachse platziert ist und das angrenzende Medium als isotrop angesehen werden kann, ist die Verteilung der Potenziale unabhängig von . Die elektrischen Potenziale in der Dermis und in der sWAT, die von einer monopolaren HF-Punktelektrode erzeugt werden, die auf der Hautoberfläche platziert ist und den Gesamtstrom in die Haut abgibt, können in zylindrischen Koordinaten in Integralformen dargestellt werden: wobei die Dicke der Dermis, der Reflexionskoeffizient des Stroms an der Grenzfläche Dermis/sWAT und die elektrischen Leitfähigkeiten von Dermis bzw. sWAT und die Besselfunktion der Ordnung Null sind. In (3) und (4) bezieht sich der Index auf die Dermis, die Subkutis bzw. den monopolaren Strom.
Aus (3) und (4) geht hervor, dass die Verteilung des elektrischen Potenzials in der Haut vom Reflexionskoeffizienten abhängt, der mit der morphologischen Struktur und dem physiologischen Zustand der Dermis und der sWAT variiert und ein dispersiver Parameter ist. Zum Beispiel beträgt die elektrische Leitfähigkeit der lebensfähigen Haut bei einem HF-Strom von etwa , während die durchschnittliche elektrische Leitfähigkeit von sWAT bei etwa liegt. Somit beträgt der „physiologische“ Wert für diese Schnittstelle etwa 0,905. Eine Erhöhung um das Zweifache des gleichen Werts von verringert sich auf etwa 0,800; eine Verringerung um das Zweifache erhöht sich auf 0,950.
Aus (2) und (4) können die radialen , und vertikalen , Komponenten der Stromdichte in sWAT alsIn und , Indexe dargestellt werden und beziehen sich auf die radialen und vertikalen Komponenten der Stromdichte und Index bezieht sich auf die geschichtete Hautstruktur. Entsprechende Komponenten der Stromdichten in einem homogenen Medium sind
Um die vertikalen Komponenten des monopolaren HF-Stroms in der gleichen Tiefe unter der Elektrode () in sWAT in der geschichteten und homogenen Haut zu vergleichen, betrachten wir das folgende Verhältnis:
Bei , ist das Verhältnis der Stromdichten in der geschichteten und homogenen Haut bei (entsprechend der Lage der Grenzfläche Dermis/SWAT) . Da der HF-Strom, der die Grenzfläche Dermis/SWAT durchquert und bei in die Unterhaut eintritt, beschrieben wird, lässt sich daraus schließen, dass unter „physiologischen“ Bedingungen () die Stromverteilung in der Nähe der Grenzfläche Dermis/SWAT so verändert ist, dass unter der monopolaren HF-Elektrode in einer geschichteten Haut etwa neunmal weniger HF-Strom in die sWAT eintritt als in einem homogenen Medium. Bei , beträgt dieses Verhältnis , bzw. . Es zeigt sich, dass die Abweichung der Stromverteilung in der geschichteten Haut von der Verteilung in einem homogenen Medium rasch zunimmt.
4. Auswirkung von DT auf die HF-Stromdichte an der Grenzfläche Dermis/sWAT
Um den Einfluss von DT auf die HF-Stromdichte an der Grenzfläche Dermis/sWAT zu beurteilen, betrachten wir die bipolare Konfiguration von HF-Elektroden auf der Haut. Das von bipolaren Elektroden erzeugte elektrische Potenzial ist die Summe der Potenziale von zwei monopolaren Elektroden, wobei zu berücksichtigen ist, dass die von einzelnen Elektroden in einer bipolaren Konfiguration erzeugten Potenziale entgegengesetzte Vorzeichen haben.
Die radiale Komponente der bipolaren Stromdichte in der Dermis in der Tiefe unter der Haut für ergibt sich aus (5):wobei und die Stromdichten in der geschichteten bzw. homogenen Haut sind und index sich auf einen bipolaren Strom bezieht. Aus (9) ist leicht ersichtlich, dass bei festem Abstand zwischen den Elektroden und bei fester Tiefe unter der Haut die lokale Stromdichte in der geschichteten Haut schnell mit abnimmt. Daher sollte die dünnere Dermis im Vergleich zur dickeren eine höhere Konzentration des HF-Stroms aufweisen.
Lassen Sie uns nun die radialen Komponenten der HF-Stromdichten an der Schnittstelle Dermis/SWAT für die Dermis mit einfacher () und doppelter () Dicke vergleichen. Aus (9) geht hervor, dass das Verhältnis der Stromdichte an dieser Grenzfläche in der Haut mit der Dicke zu der entsprechenden Stromdichte in der Haut mit der Dicke 2d jeweils für ist. Mit zunehmendem Abstand zwischen den HF-Elektroden verringert sich also der Einfluss von DT auf die Stromverteilung in der Nähe der Grenzfläche Dermis/SWAT. Für den kleinen Abstand, der der optimalen Elektrodenkonfiguration mit der höchstmöglichen Stromdichte entspricht, ist der Einfluss von DT jedoch sehr stark.
Als nächstes betrachten wir den Anteil des HF-Stroms, der die Grenzfläche Dermis/dWAT durchquert. Wie in gezeigt wurde, fließen bei einer monopolaren HF-Elektrode in einem elektrisch homogenen Medium () 50 % des HF-Stroms durch einen Kreis mit dem Radius in die sWAT. In einem geschichteten Gewebe mit einem Reflexionskoeffizienten von diesem Radius sollte ungefähr sein. Das bedeutet, dass der Eintritt von 50 % des HF-Stroms in die sWAT in der geschichteten Haut über die Fläche verteilt wird, die etwa 184 Mal größer ist als die entsprechende Fläche in einem homogenen Medium. Mit anderen Worten: Der HF-Strom wird in einem geschichteten Medium stark umverteilt und tritt nicht direkt unter der HF-Elektrode, sondern weit entfernt davon in die sWAT ein. Wichtig ist, dass der charakteristische Radius der Oberfläche, die den HF-Strom sammelt, proportional zu DT ist. Eine Verdoppelung des DT-Wertes vergrößert die Oberfläche, die die gleiche Menge an HF-Strom aufnimmt, um das Vierfache, wodurch der Erwärmungseffekt in der Nähe der Grenzfläche erheblich verringert wird. Außerdem ist der charakteristische Radius der Oberfläche, die den HF-Strom sammelt, stark vom Reflexionskoeffizienten und von der HF-Konfiguration (monopolar oder bipolar) abhängig.
5. Diskussion
Die Verteilung des HF-Stroms in der Haut hängt von ihrer elektrischen Schichtstruktur ab und kann erheblich von der entsprechenden Verteilung in einem homogenen Medium abweichen. Zwei interne physikalische Parameter der Haut, die diese Verteilung stark beeinflussen können, sind (1) die Dicke der Dermis und (2) der Stromreflexionskoeffizient an der Grenzfläche Dermis/SWAT, der den Unterschied in den elektrischen Eigenschaften zweier benachbarter Medien beschreibt.
Variationen der DT können die Stromverteilung in der Dermis sowie ihr Eindringen in die sWAT erheblich modulieren. Bei einer Hautdicke von 1 mm und 2 mm und dem gleichen Abstand zwischen den HF-Elektroden von L = 10 mm beträgt das Verhältnis der Stromdichten in der dickeren/dünneren Haut an der Grenzfläche Dermis/SWAT in unserem Modell beispielsweise etwa 0,546. Da die lokale Temperaturerhöhung proportional zum Quadrat der Stromdichte ist, beträgt die induzierte Temperatur an diesem Punkt in der dickeren Haut nur 29,8 % des Wertes in der dünneren Haut. Dies zeigt deutlich, dass in elektrisch geschichteter Haut der HF-Strom in der dünneren Dermis wesentlich stärker konzentriert ist als in der dickeren und folglich eine stärkere Erwärmung in der dünneren Haut hervorrufen muss. Dieses Ergebnis scheint paradox zu sein, da es die in klinischen Studien beobachtete positive Korrelation zwischen der Wirksamkeit von HF-Anwendungen in verschiedenen Gesichtsbereichen und ihren DT-Werten nicht bestätigt. Tatsächlich wurde berichtet, dass der Wangenbereich, der einen höheren DT-Wert aufweist, besser auf die gleiche Menge an HF-Strom reagiert als der Hals- oder Stirnbereich, der eine dünnere Dermis aufweist.
Eine Möglichkeit, diese Konfrontation zu lösen, wäre die Annahme, dass nicht die lokalen Stromdichten (und somit nicht die lokalen Temperaturen), sondern vielmehr das gesamte erwärmte Volumen (mit einer niedrigeren Durchschnittstemperatur im Fall der dickeren Dermis) in erster Linie für die klinischen Ergebnisse verantwortlich ist, die kurz nach HF-Anwendungen beobachtet werden. Unter der Annahme, dass die klinisch beobachtete Wirkung von HF-Strom auf die Haut mit einer Volumenmodulation der Dermis zusammenhängt, können wir über den biophysikalischen Mechanismus spekulieren, der an diesem Prozess hauptsächlich beteiligt sein könnte. Im Allgemeinen können zwei Komponenten der Haut für die schnelle Volumenmodulation verantwortlich sein, da nur sie bedeutende Teile dieses Gewebes einnehmen. Die erste Komponente ist das dermale Kollagen, das bei hohen Temperaturen sein Volumen durch Denaturierung (Schrumpfung) oder durch Zunahme seiner Menge (Kollagenproduktion de novo) verändern kann. Dieser Mechanismus wurde in kritisiert. Der zweite Bestandteil der Haut, der schnell auf HF-Strom reagieren kann, ist das Wasser, dessen Gehalt stark von der lokalen Konzentration der Glykosaminoglykane und insbesondere von Hyaluronan (HA) abhängt. Es ist bekannt, dass bereits eine milde Hyperthermie von etwa 42°C die Produktion von HA in einem Zielgewebe erheblich steigern kann. Eine solche endogene Produktion von HA führt zu einer lokalen Wasseransammlung in der Dermis. In der Tat wurde gezeigt, dass die retikuläre Dermis von Schweinen auf die Anwendung von HF-Strom mit einer kurzfristigen Ödembildung reagiert. Dieser Effekt äußert sich in einer Erhöhung des Hautturgors, was die Verbesserung der Hautbeschaffenheit unmittelbar nach HF-Behandlungen erklären kann. Eine solche Veränderung der Hautstruktur sollte bei deutlich niedrigeren Temperaturen als denen, die für die Kollagenschrumpfung erforderlich sind, beobachtet werden.
Während die schnelle HA-Akkumulation die nach HF-Behandlungen beobachteten kurzfristigen Ergebnisse erklären kann, kann dieser Effekt nicht für die ebenfalls behaupteten langfristigen klinischen Ergebnisse verantwortlich sein. Ein mögliches Ziel, das an der langfristigen Verbesserung der mechanischen Parameter der Haut beteiligt sein kann, ist das sWAT, insbesondere seine oberflächliche Schicht. Dieses spezielle Fettdepot enthält die Adipozyten, die in der Lage sind, ihre Anzahl und ihr Volumen schnell zu verändern und damit das Hautbild ausreichend zu beeinflussen. Adipozyten aus dieser Schicht können schnell auf die Einwirkung verschiedener physikalischer Faktoren reagieren.
Die Reaktion der sWAT auf HF-Ströme dürfte generell mit einer Veränderung der extrazellulären Matrix in der sWAT verbunden sein, die verschiedene Kollagenstrukturen enthält. Die elektrischen Leitfähigkeiten von Kollagenen sind viel höher als die elektrischen Leitfähigkeiten von Triglyceriden, die die Adipozyten füllen und das Hauptvolumen der sWAT einnehmen. Dieser Unterschied in den elektrischen Leitfähigkeiten führt zu einer Konzentration des HF-Stroms in relativ dünnen Kollagennetzen, die sich um (perizelluläre Fibrose) oder zwischen (interzelluläre Fibrose) einzelnen Adipozyten befinden. Eine solche Konzentration des HF-Stroms führt zu ausreichend hohen Stromdichten in den Kollagenstrukturen der sWAT, selbst wenn der Hauptteil des HF-Stroms reflektiert wird und nur ein kleiner Teil davon die Grenze Dermis/Subkutis durchquert, wie es im obigen Modell beschrieben wurde.
Vor kurzem wurde gezeigt, dass die anatomischen Strukturen des Fettgewebes in den verschiedenen Fettkompartimenten des Gesichts erheblich variieren können. So enthält das labiale Fettkompartiment, das durch einen „faserigen“ Typ von sWAT gekennzeichnet ist, kleine Gruppen reifer Adipozyten, die in eine dichte Kollagenmatrix eingebettet sind; das malare Kompartiment, das einen „strukturellen“ Typ von sWAT aufweist, enthält Läppchen reifer Adipozyten, die homogen von dünnen Kollagenfasern bedeckt sind. Obwohl diese Frage nicht systematisch untersucht wurde, gibt es einige Hinweise darauf, dass die lokale Dermisdicke mit der Struktur der angrenzenden sWAT korreliert. So korreliert eine dickere Dermis im Labialbereich mit einem „faserigen“ Typ von WAT im angrenzenden sWAT-Kompartiment. Andererseits korreliert eine dünnere Dermis im Malarbereich mit einem „strukturellen“ Typ des angrenzenden sWAT-Depots. Da sWAT vom „faserigen“ Typ deutlich mehr fibrotische Strukturen enthält als das „strukturelle“ sWAT, sollte der labiale Bereich eine geringere Erwärmung in der Dermis aufweisen; eine stärkere Erwärmung im angrenzenden sWAT sollte jedoch zur Verstärkung der fibrotischen Strukturen in diesem Gewebe und damit zur Veränderung der mechanischen Eigenschaften und des Aussehens der angrenzenden Haut führen. Dieser Mechanismus kann die Widersprüche zwischen den biophysikalischen Wirkungen von HF-Strömen und den beobachteten klinischen Ergebnissen auflösen; er verlagert jedoch eindeutig die Ziele für HF-Ströme in ästhetischen Anwendungen von der Dermis auf die extrazelluläre Matrix in sWAT.
Kürzlich wurde in einem kontralateralen Design gezeigt, dass eine Vorbehandlung mit HF-Strom die Effizienz und Langlebigkeit von HA-basierten Fillern bei der Mittelgesichtsverjüngung verbessert. Dies korreliert mit der in vorgeschlagenen Theorie, die die Langzeiteffekte der Weichgewebefüller durch die Stimulation der Proliferation und Differenzierung von aus Fettgewebe stammenden Stammzellen sowie durch eine lokale Modifikation der Fettgewebestruktur erklärt.
Daher kann angenommen werden, dass eine nach HF-Anwendung auf der Haut beobachtete langfristige Hautverbesserung mit einer durch HF-Strom induzierten lokalen strukturellen Modifikation von sWAT verbunden ist. Dieser Effekt sollte stark von der HF-Stromdichte nahe der Grenzfläche Dermis/SWAT abhängen, die den Anteil des HF-Stroms bestimmt, der in die sWAT eindringt. Gleichzeitig sind die Schwellentemperaturen über 60°C, die nach der Theorie der Kollagenschrumpfung für die klinischen Langzeitergebnisse nach HF-Anwendungen ausreichend sein sollten, für die strukturelle Veränderung der sWAT-Struktur nicht erforderlich. Dies wird indirekt durch klinische Beobachtungen gestützt, dass die Behandlung desselben Gesichtsbereichs mit niedriger HF-Energie, die in mehreren Durchgängen angewendet wird, sogar bessere Ergebnisse liefern kann als die Anwendung hoher HF-Energie in einem einzigen Durchgang.
6. Schlussfolgerung
Elektrisch geschichtete Gewebestrukturen modifizieren die Stromverteilung in der Dermis und sWAT sowohl bei monopolarer als auch bei bipolarer Anwendung von HF-Strom erheblich. Da die Dermisdicke in verschiedenen Gesichtsbereichen stark variiert, muss dieser Effekt zu einer stark inhomogenen räumlichen Verteilung der Stromdichte führen. Eine solche Strominhomogenität führt zu einer noch stärkeren Inhomogenität des induzierten Temperaturfeldes. Dieser Effekt widerspricht dem Hauptparadigma der HF-Theorie, wonach die Behandlungsergebnisse hauptsächlich von der maximalen Temperatur in einem Zielgewebe abhängen, da die besten kurz- und langfristigen klinischen Ergebnisse der HF-Anwendung in den Bereichen mit der dicksten Dermis berichtet wurden. Um diesen Widerspruch aufzulösen, schlagen wir vor, dass die kurzfristige Hauptwirkung der HF-Anwendung mit der Akkumulation von Hyaluronsäure und Wasser in der Dermis zusammenhängt, wodurch die Wirkung des HF-Stroms auf die Haut weit weniger temperaturabhängig sein muss, als bisher angenommen wurde. Es wird ferner angenommen, dass die Langzeitwirkung von RF durch eine strukturelle Veränderung des subkutanen Fettdepots neben dem behandelten Hautareal zustande kommt.
Variationen von DT können die Stromverteilung und damit die Temperaturprofile in der Dermis und sWAT erheblich beeinflussen. Um die strukturelle Veränderung des angrenzenden sWAT-Depots zu erreichen, sollte die HF-Energie optimal an der Schnittstelle Dermis/Subkutis konzentriert werden. Eine solche Optimierung hängt hauptsächlich von der Konfiguration der HF-Elektroden ab. Angesichts der Tatsache, dass die DT zwischen verschiedenen Gesichtsbereichen um das 4-8-fache variieren kann, ist es sehr zweifelhaft, dass die optimale Ganzgesichts-HF-Behandlung mit einer einzigen festen Konfiguration von HF-Elektroden durchgeführt werden kann.
Konkurrierende Interessen
Dr. I. L. Kruglikov ist geschäftsführender Gesellschafter der Wellcomet GmbH. In dieser Arbeit wurden keine Methoden oder Geräte der Wellcomet GmbH verwendet.