Assessment of 1210 nm laser-diode system for keloid treatment : experimental and clinical studies

IntroductionLes cicatrices chéloïdes (CC) sont des pathologies de la cicatrisation cutanée entraînant des gênes fonctionnelles et esthétiques souvent invalidantes. Elles sont liées à un excès de fabrication et une désorganisation du collagène lié en parti à un dérèglement du TGFβ. Les lasers thermiques permettent d'améliorer la cicatrisation par le biais d'une modification de la réponse inflammatoire. En effet, une élévation de la température entre 45 et 53°C entraine une hyperexpression des HSP 70, responsables d’une modification de l’expression du TGFβ. Le laser diode 810nm a déjà prouvé son efficacité mais il est contre indiqué chez les sujets de phototypes foncés qui sont les plus à risque de développer des CC. L'objectif de ce travail était d'évaluer l'effet d’un laser thermique sur les cicatrices chéloïdes chez l’animal et dans le cadre d’une étude clinique.Détermination des paramètres su laserDes études sur des explants de peau, puis sur des sujets volontaires sains ont permis de montrer que la longueur d’onde 1210 nm était la plus adaptée dans cette indication car elle est peu absorbée par la mélanine. Le choix des paramètres du laser ont également été déterminés afin d’obtenir une élévation contrôlée de la température cutanée. En théorie, un tir de laser diode 1210 nm, 5.1W/cm² pendant 10 secondes permet d’élever la température jusqu’à 53°C.Mise au point d’un modèle animal de CCIl n’existe pas de modèle animal de CC permettant d’étudier l’effet d’un laser. Nous avons donc mis au point un modèle pour le besoin de l’étude. Des fragments de CC humaines comprenant le derme et l’épiderme ont été greffés chez 40 souris nudes. Une évaluation clinique et histologique a permis de confirmer la bonne intégration du greffon et la persistance de son caractère chéloïde pendant 4 mois.Etude du laser diode 1210nm chez un modèle animal de CCUne étude du laser 1210 nm a été réalisée sur notre modèle animal. Il a été réalisé des tirs de laser directement sur les greffons et des évaluations cliniques et histologiques ont permis de montrer l’absence d’effet indésirable. La mesure de la température cutanée au moment du tir de laser était de 45°C en moyenne.Etude du laser diode 1210nm après excision intra chéloïdienne : étude cliniqueParallèlement à l’étude animale, il a été réalisé une étude pilote visant à évaluer la faisabilité et la sécurité d’un protocole de traitement des cicatrices chéloïdes utilisant le laser diode 1210nm. Il était réalisé une excision intra cicatricielle, puis la suture était irradiée par le laser 1210nm pendant environs 10 secondes. 20 patients ont été inclus dans l’étude. L’objectif de suivi était de 2 ans, mais l’étude est toujours en cours. Jusqu’à présent, il n’a été noté aucun effet délétère du laser. 8 patients ont bénéficié d’injections de corticoïdes en raison de récidive de la chéloïde à 6 mois.ConclusionCe travail à permis de mettre au point un modèle animal original de cicatrice chéloïde permettant pour la première fois l’étude des lasers in vivo. L’utilisation du laser 1210nm, 5.1W/cm2, pendant 10 secondes à entrainé une élévation de la température cutanée jusqu’à 45°C en moyenne sans aucun effet délétère sur la CC chez la souris. L’utilisation du laser thermique diode 1210 nm après une résection intra chéloïdienne n’a montré aucun signe de toxicité chez l’homme. La température cutanée était de 48°C en moyenne à la fin du tir. Une étude à plus grande échelle reste encore à réaliser afin de démontrer une efficacité de ce traitement prometteur.Introduction Keloid scars (KS) are pathologies of skin healing causing often functional and aesthetic disturbances. They are linked to excess production and disorganization of collagen mostly due to TGF bêta; overproduction. The thermal lasers can improve healing through a modification of the inflammatory response. Indeed, a rise of temperature between 45 and 53 ° C leads to an overexpression of HSP 70, which causes a change in the expression of TGF bêta;. The 810nm laser diode has already proven to be effective but its wavelength cannot used on dark phototypes who are prone to developing KS.The objective of this study was to evaluate the effect of a thermal laser on keloids in animal and in the context of a clinical study.Determination of laser parameters Studies on skin explants, and on healthy volunteers have shown that 1210 nm was the most suitable wavelength for this indication because it is poorly absorbed by melanin. The laser parameters were also carefully determined in order to control the skin temperature elevation. For a 1210 nm laser diode, an irradiance of 5.1W/cm² for 10 seconds leads to a maximum temperature of 53 ° C.Development of a KS animal model. Since, there was no KS animal model of DC , an innovative one was developed for this specific study. Fragments of human KS including the dermis and epidermis were transplanted in 40 nude mice. A clinical and histological evaluation confirmed the successful integration of the graft. At 4 months, it was proven that the KS remained unchanged. Study of the 1210nm diode laser in an KS animal modelThe 1210 nm laser was evaluated on our KS animal model. Laser irradiation was performed on the grafts. Clinical and histological evaluations have shown no adverse reactions. A 45 ° C mean temperature was recorded during laser irradiation .Study of l the 1210nm diode laser after intrakeloid excision. Parallel to the animal study, a pilot study was performed to assess the feasibility and safety of a 1210nm diode laser irradiation. An intrakeloid excision was achieved; the suture was then irradiated for about 10 seconds. 20 patients were included in the study. The study is still ongoing. A 2-year follow up is scheduled. So far, it was noted that no harmful effects of the laser. 8 patients received injections of corticosteroids due to of keloid recurrence at six months.conclusionAn original KS animal model was developed for the first time to study of the in vivo effects of laser irradiation. It was demonstrated that a 1210nm diode laser (5.1W/cm², for 10 seconds) led to a 45°C skin temperature without any deleterious effect. The 1210 nm diode laser after intrakeloid excision showed no signs of toxicity in humans. In humans, the maximum temperature was 48 ° C +/- 3°C . A long term follow-up on a large series of patients is still necessary to confirm the effectiveness of this promising treatment

Etude de l’effet de l’hyperthermie sélective induite par laser diode 1210 nm sur les cicatrices chéloïdes : étude expérimentale et clinique

Introduction Keloid scars (KS) are pathologies of skin healing causing often functional and aesthetic disturbances. They are linked to excess production and disorganization of collagen mostly due to TGF bêta; overproduction. The thermal lasers can improve healing through a modification of the inflammatory response. Indeed, a rise of temperature between 45 and 53 ° C leads to an overexpression of HSP 70, which causes a change in the expression of TGF bêta;. The 810nm laser diode has already proven to be effective but its wavelength cannot used on dark phototypes who are prone to developing KS.The objective of this study was to evaluate the effect of a thermal laser on keloids in animal and in the context of a clinical study.Determination of laser parameters Studies on skin explants, and on healthy volunteers have shown that 1210 nm was the most suitable wavelength for this indication because it is poorly absorbed by melanin. The laser parameters were also carefully determined in order to control the skin temperature elevation. For a 1210 nm laser diode, an irradiance of 5.1W/cm² for 10 seconds leads to a maximum temperature of 53 ° C.Development of a KS animal model. Since, there was no KS animal model of DC , an innovative one was developed for this specific study. Fragments of human KS including the dermis and epidermis were transplanted in 40 nude mice. A clinical and histological evaluation confirmed the successful integration of the graft. At 4 months, it was proven that the KS remained unchanged. Study of the 1210nm diode laser in an KS animal modelThe 1210 nm laser was evaluated on our KS animal model. Laser irradiation was performed on the grafts. Clinical and histological evaluations have shown no adverse reactions. A 45 ° C mean temperature was recorded during laser irradiation .Study of l the 1210nm diode laser after intrakeloid excision. Parallel to the animal study, a pilot study was performed to assess the feasibility and safety of a 1210nm diode laser irradiation. An intrakeloid excision was achieved; the suture was then irradiated for about 10 seconds. 20 patients were included in the study. The study is still ongoing. A 2-year follow up is scheduled. So far, it was noted that no harmful effects of the laser. 8 patients received injections of corticosteroids due to of keloid recurrence at six months.conclusionAn original KS animal model was developed for the first time to study of the in vivo effects of laser irradiation. It was demonstrated that a 1210nm diode laser (5.1W/cm², for 10 seconds) led to a 45°C skin temperature without any deleterious effect. The 1210 nm diode laser after intrakeloid excision showed no signs of toxicity in humans. In humans, the maximum temperature was 48 ° C +/- 3°C . A long term follow-up on a large series of patients is still necessary to confirm the effectiveness of this promising treatment.IntroductionLes cicatrices chéloïdes (CC) sont des pathologies de la cicatrisation cutanée entraînant des gênes fonctionnelles et esthétiques souvent invalidantes. Elles sont liées à un excès de fabrication et une désorganisation du collagène lié en parti à un dérèglement du TGFβ. Les lasers thermiques permettent d'améliorer la cicatrisation par le biais d'une modification de la réponse inflammatoire. En effet, une élévation de la température entre 45 et 53°C entraine une hyperexpression des HSP 70, responsables d’une modification de l’expression du TGFβ. Le laser diode 810nm a déjà prouvé son efficacité mais il est contre indiqué chez les sujets de phototypes foncés qui sont les plus à risque de développer des CC. L'objectif de ce travail était d'évaluer l'effet d’un laser thermique sur les cicatrices chéloïdes chez l’animal et dans le cadre d’une étude clinique.Détermination des paramètres su laserDes études sur des explants de peau, puis sur des sujets volontaires sains ont permis de montrer que la longueur d’onde 1210 nm était la plus adaptée dans cette indication car elle est peu absorbée par la mélanine. Le choix des paramètres du laser ont également été déterminés afin d’obtenir une élévation contrôlée de la température cutanée. En théorie, un tir de laser diode 1210 nm, 5.1W/cm² pendant 10 secondes permet d’élever la température jusqu’à 53°C.Mise au point d’un modèle animal de CCIl n’existe pas de modèle animal de CC permettant d’étudier l’effet d’un laser. Nous avons donc mis au point un modèle pour le besoin de l’étude. Des fragments de CC humaines comprenant le derme et l’épiderme ont été greffés chez 40 souris nudes. Une évaluation clinique et histologique a permis de confirmer la bonne intégration du greffon et la persistance de son caractère chéloïde pendant 4 mois.Etude du laser diode 1210nm chez un modèle animal de CCUne étude du laser 1210 nm a été réalisée sur notre modèle animal. Il a été réalisé des tirs de laser directement sur les greffons et des évaluations cliniques et histologiques ont permis de montrer l’absence d’effet indésirable. La mesure de la température cutanée au moment du tir de laser était de 45°C en moyenne.Etude du laser diode 1210nm après excision intra chéloïdienne : étude cliniqueParallèlement à l’étude animale, il a été réalisé une étude pilote visant à évaluer la faisabilité et la sécurité d’un protocole de traitement des cicatrices chéloïdes utilisant le laser diode 1210nm. Il était réalisé une excision intra cicatricielle, puis la suture était irradiée par le laser 1210nm pendant environs 10 secondes. 20 patients ont été inclus dans l’étude. L’objectif de suivi était de 2 ans, mais l’étude est toujours en cours. Jusqu’à présent, il n’a été noté aucun effet délétère du laser. 8 patients ont bénéficié d’injections de corticoïdes en raison de récidive de la chéloïde à 6 mois.ConclusionCe travail à permis de mettre au point un modèle animal original de cicatrice chéloïde permettant pour la première fois l’étude des lasers in vivo. L’utilisation du laser 1210nm, 5.1W/cm2, pendant 10 secondes à entrainé une élévation de la température cutanée jusqu’à 45°C en moyenne sans aucun effet délétère sur la CC chez la souris. L’utilisation du laser thermique diode 1210 nm après une résection intra chéloïdienne n’a montré aucun signe de toxicité chez l’homme. La température cutanée était de 48°C en moyenne à la fin du tir. Une étude à plus grande échelle reste encore à réaliser afin de démontrer une efficacité de ce traitement prometteur