Computational evaluation method for picosecond laser skin treatment

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本研究では，皮膚科・形成外科で適用拡大が期待される新規ピコ秒レーザー治療に対し，その作用機序の解明と計算的評価手法の構築を行う．治療効果は，病変メラノソームが含包されるメラニンの光吸収により破壊されて生じるため，組織，細胞・細胞小器官，分子の各階層に対してピコ秒パルス光による生体作用を解析する．本年度は，１．病変メラニンによるピコ秒パルス光の応答を考慮した治療効果の定量評価，２．臨床研究の論文公開データとの比較を行った．１．病変メラニンによるピコ秒パルス光の応答を考慮した治療効果の定量評価ピコ秒パルス光によるメラノソーム（病変細胞小器官）破壊の機序を解明するために，ピコ秒パルス光の高パワー密度によるメラニン分子の非線形吸収を考慮した数理モデルを構築し，その妥当性をメラニン試料に対するレーザー照射実験により検証した．提案モデルを用いてレーザー照射条件に応じたメラノソームの光吸収量を計算した．計算結果から，メラニン分子の非線形吸収によってピコ秒パルス光はナノ秒パルス光より約３倍効率よくメラノソームに光吸収させることを明らかにした．２．臨床研究の論文公開データとの比較臨床研究の論文公開データとの比較より，臨床研究で報告されているピコ秒パルス光とナノ秒パルス光による治療効果の差異を提案した計算的手法を用いて評価できることを実証した．これにより，ピコ秒レーザー皮膚治療の安全性・有効性における計算的評価手法の有用性を実証した．