一 治療理論
1 選擇性光熱作用原理
選擇性光熱作用原理（theory of selective photothermolysis）是1983年Anderson等提出來的，其理論精髓在于從理論上闡述了如何在激光治療時限制組織的無辜熱損傷。該原理認為要想將治療時的熱損傷局限在靶組織內，首先必須選擇一種光源能最大程度被靶色基所吸收，而周圍組織相對不吸收，這是取得選擇性治療的非常重要的一步。通常情況下，靶色基為黑色素、血紅蛋白等物質，而他們在相當寬的一個光譜范圍內對光的吸收明顯要高于周圍正常組織的，一般認為當靶色基對光的吸收性高于周圍組織10倍以上時，治療將相對要安全。要想在治療時最大程度獲得熱限制，關鍵的一個步驟是激光治療時的速度必須較靶組織的冷卻時間更短，換言之，激光的脈沖寬度（Pulse duration/Pulse width）必須短于靶組織的熱馳豫時間(Thermal Relax Time, TRT)，只有這樣，靶組織在吸收光能量后，熱能就沒有足夠的時間釋放和彌散到周圍組織進而導致周圍組織的無辜損傷，這是選擇性光熱作用最精髓的內容之一。當激光與光子的能量最夠大時，靶組織將會被熱能摧毀，摧毀的形式依照能量的高低、色基的不同、作用時間的快慢、光源的不同可以是崩解、熱變性、壞死、氣化等等。
2 選擇性光熱作用原理的擴展
雖然在色素增加性皮膚疾病的治療中，選擇性光熱作用原理得到了最為成功的實踐，但是對于脫毛治療和皮膚血管性皮膚疾病的治療，這一原理似乎顯得不夠。因為，毛囊的生長部位：毛乳頭是不含色素的，同樣位于毛囊隆突部位的毛囊干細胞也不含色素，這些相對“透明”的部位，對于激光能量是相對不吸收的，因此激光對他們也相對沒有什么作用。治療時需要將脈沖寬度適當延長，這樣毛干及毛鞘內的黑色素因為吸收光能所產生的熱能便有充足的時間擴散到鄰近的毛囊隆突部位和毛根部，使毛囊干細胞或者毛乳頭生發部位發生不可逆地損傷。但是在這一過程中，仍然存在熱限制這一問題，如果熱進一步彌散到周圍其它組織，就可能導致遠離干細胞和毛乳頭部位的正常組織的損傷。因此，我們的脈沖寬度必須與靶組織的熱損傷時間相適應，所謂熱損傷時間（Thermal Damage Time, TDT）就是指導致靶組織出現損傷的時間，即整個靶組織包括基本色基（黑色素）和周圍的靶組織（毛囊）冷卻約63％的時間，因此這一理論被稱為擴展的選擇性光熱作用原理（Extended theory of selective photothermolysis）。這一理論同樣是由Anderson 等提出來的，是對選擇性光熱作用的一個重要補充和擴展。事實上在臨床中似乎也印證了這一理論的正確性，臨床上發現應用長脈沖的翠綠寶石激光脫毛時，脈沖寬度在相當寬的一個范圍內（2-20ms范圍內），脫毛的療效與脈沖寬度并不像過去想象的那樣，脈沖寬度與毛發粗細間一定存在相關性，換言之，在這一范圍內，臨床上似乎沒有必要再根據毛發的粗細來確定脈沖寬度的長短。激光治療皮膚血管性疾病的情況多少與此類似：色基是血管內的血紅蛋白，而治療靶位是血管內皮細胞，同樣我們需要一個較長的脈沖寬度以便使激光的能量有足夠的時間從血管內釋放到血管內皮中去。
3 局灶性光熱作用原理
皮膚年輕化治療中很重要的機制被認為是真皮組織受到一定的刺激后出現新的膠原組織。對真皮的刺激可以是帶有創傷性的氣化型(ablative)治療方法, 也可以是沒有明顯創傷的所謂非氣化型的(non-ablative)治療。前者的典型代表是脈沖CO2和脈沖鉺激光所進行的激光皮表重建（Laser resurfacing）治療，這種治療具有明顯的創傷，需要有較長的時間恢復，而且治療風險較大。非氣化型的治療技術非常多，包括紅外線激光、血管治療激光、射頻、脈沖強光等治療技術，這類治療技術雖然治療風險很小，但是治療效果也遠非理想。無論是氣化型的治療還是非氣化型的治療，真皮的熱刺激反應被認為是很重要的治療機制。為了增加激光對真皮的刺激作用，一種被稱為點陣激光（Fractional Laser）的新型激光誕生了，這是一種利用激光對皮膚進行強刺激而達到治療目的的新方法。對水具有強吸收性的激光，如脈沖半導體激光、CO2激光或鉺激光等，當激光光束直徑調節到數百微米一下后，在一定的能量密度下，激光光束能經過表皮穿透進入真皮，由于該類激光對水的吸收性都比較好，因此在激光經過的部位組織會因為吸收激光能量而產生熱量，這種柱狀的熱能會導致該部位發生柱狀的熱變性區，或者在一定的能量密度下，激光穿透皮膚形成真正的孔徑，無論是熱變性還是真正的孔徑形成，這種損傷均會啟動機體的程序化的創傷愈合過程，如果將這些光束排列成點陣狀，那么這種點陣狀熱刺激會均勻地啟動皮膚的修復程序，最終導致是包括表皮和真皮在內的全層皮膚發生重塑和重建，達到治療目的，這就是所謂的局灶性光熱作用原理（Fractional photothermolysis）。在這一過程中，如果激光光束僅僅引起一個柱狀的熱變性區域（并非真正的孔徑），這種技術被稱為非氣化的點陣激光（non-ablative fractional laser），相反如果激光光束的照射最終使皮膚產生了真正意義上的孔徑，此時也稱為氣化性點陣激光（ablative fractional laser）。
4 光動力治療
大多數激光-組織間的相互作用最終是一種純物理性的熱作用原理，但是光動力治療（Photodynamic therapy）卻與之不同，是光與藥物發生的一種光化學反應。在治療前首先要應用光敏劑，然后用適當的光源進行照射達到治療目的。最初它是一種治療腫瘤的方法，但是目前逐漸應用于美容皮膚科的治療。光敏劑可以局部使用，也可以靜脈推注。外用5-氨基酮戊酸（ALA）后，ALA可被某些增值較快的皮膚組織優先吸收并被轉化成具有強光敏作用的原卟啉IX（PpIX）達到較高濃度，當組織中具有較高濃度時，選用合適波長的光線進行照射（如波長位633nm的紅光），在光能的參與下，組織中會產生大量的單態氧和過氧化羥基自由基，最終產生對病損組織有選擇性的破壞作用（如病毒疣、日光性角化皮損、皮膚腫瘤組織等）。在皮脂腺內，這種單態氧還能對過量增生的痤瘡丙酸桿菌具有殺滅作用，因此這種方法也被用來治療尋常痤瘡。靜脈推注血卟啉單甲醚(HMME)后，這種具有光敏作用的藥物能很快進入到血管內皮并積蓄一定的濃度，當使用適當光源進行照射（如532nm激光或577nm激光），血管內皮中同樣會產生大量的單態氧的活性分子，最終產生對病變血管內皮的選擇性的損傷作用。臨床上用來治療鮮紅斑痣非常有效。
5 光調作用
發光半導體（light emitting diode ,LED）能發射波長為590nm的低能量密度的黃光，據報道這種波長下LED它可以在皮膚內通過目前知之甚少的非熱亞細胞信號途徑調節細胞活性，這種效應對波長和脈沖寬度敏感，這種作用被成為光調作用。光調作用對皮膚光老化的治療作用正受到越來越多的關注。早期的數據提示如果選擇合適的波長和脈沖參數，可以誘導膠原增生。LED的光調作用機制被認為是發生在線粒體水平上能量#p#分頁標題#e#開關機制的活化（Activation of energy switching mechanisms）,吸收的能量能活化細胞功能。細胞色素分子，尤其是在線粒體細胞膜上的細胞色素氧化酶是線粒體吸收光能量的色基。細胞色素由原卟啉IX合成而來，它能吸收562-600nm的光。吸收能量后線粒體細胞膜的觸角分子結構會發生變化，二磷酸腺苷轉（ADP）變成三磷酸腺苷(ATP)，這一過程使細胞電池（cell battery）獲得充電為細胞活性提供足夠的能量。在過去的研究中已證實當培養的纖維母細胞在590nm的LED黃光的照射下，其ATP產量迅速增加，在體內光調作用下產生明顯增多的ATP能使皮膚纖維母細胞的代謝活性被啟動激活。也存在另外一種作用機制：受體樣的作用機制，光調作用調節了細胞的基因活性，使基因表達活性上調或下調，也使細胞的信號途徑活化或減弱。合適的治療參數能使皮膚在臨床上產生明顯的嫩膚作用，也能在組織學上發生明顯改善： LED在能改進皮膚質地的同時，能使真皮乳頭層膠原合成增加、減少MMP-1(膠原酶)等。
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