Pikosekundenlaser in der Dermatologie

Abstract

Background

The picosecond laser is one of the latest laser systems in dermatology and was originally developed to optimize tattoo removal. Advances in this technology has expanded the use of the picosecond laser to numerous other indications.

Objectives

This article provides an overview of the technical background as well as the indications of the picosecond laser in dermatological laser medicine and elucidates the possibilities and limits of this laser system.

Materials and methods

The article is based on a review of the current literature as well as experience from clinical practice in a university laser department.

Results

The picosecond laser enables a particularly gentle and effective treatment due to ultra-short pulses and the principle of laser-induced optical breakdown. Compared to Q‑switched lasers, the picosecond laser has fewer side effects and is associated with lower pain intensity and shorter downtime. In addition to the removal of tattoos and pigmentary disorders, it is also used in the treatment of scars and rejuvenation.

Conclusions

The picosecond laser has a wide range of indications in dermatological laser medicine. The current data indicate that the laser is an effective method with few side effects. Further prospective studies have to be conducted to assess the efficacy, tolerability and patient satisfaction in an evidence-based manner.

Der Pikosekundenlaser gehört zur neuesten Lasergeneration in der Dermatologie und wurde ursprünglich zur Entfernung unerwünschter Tätowierungen entwickelt. Insbesondere durch die fraktionierte nichtablative Anwendung haben sich in der Praxis zusätzliche Anwendungsgebiete ergeben, darunter die Hautverjüngung und Narbentherapie.

Technische Grundlagen: das Prinzip der selektiven Gewebewirkung

In den letzten 3 Jahrzehnten hat sich ein breites Spektrum von Lasersystemen im Fachbereich der Dermatologie entwickelt und etabliert. Unterschieden werden langgepulste Laser mit Pulsbreiten im Milli- bis Mikrosekundenbereich und kurzgepulste Laser mit einer Pulsbreite von Nano- bis Pikosekunden. Nach dem physikalischen Wirkprinzip der selektiven Photothermolyse ist für die gezielte Entfernung von Pigmenten eine Pulsdauer erforderlich, die kürzer ist als die thermische Relaxationszeit selbst (engl.: „thermal relaxation time“ [TRT]) [2, 12, 17, 20]. Anders als länger gepulste Lasersysteme, deren Wirkmechanismus überwiegend auf einem thermischen Effekt beruht, basiert die Wirkweise der Pikosekundenlaser auf dem photomechanischen und photoakustischen Effekt. Durch Impulse im Bereich von 10⁻⁹ bis 10⁻¹² s werden Druckwellen induziert, die gezielt Pigmente in Mikropartikel zerteilen, welche anschließend über Phagozytose, Lymphabfluss und transepidermale Elimination entfernt werden [19]. Neben der Behandlung von Pigmentstörungen und Tattoos werden Pikosekundenlaser mittlerweile auch in der Behandlung von Narben und zur Hautverjüngung eingesetzt. Ermöglicht wird dies durch den Wirkmechanismus des „laser-induced optical breakdown“ (LIOB), der mikroskopische Kavitationen in der Dermis verursacht und dadurch die Kollagen- und Elastinsynthese stimuliert [16]. Somit wird eine den fraktioniert ablativen Lasern ähnliche Wirkung erzielt mit dem bedeutenden Unterschied, dass dabei die epidermale Barriere intakt bleibt [15].

Die Pulsdauer im Pikosekundenbereich führt zu einer geringeren Hitzeentwicklung, welche das Risiko für kollaterale, thermische Schäden verringert. Durch hohe thermische Energie werden unerwünschte Nebenwirkungen wie Verbrennungen sowie postinflammatorische Hyper- und Hypopigmentierungen verursacht. Somit sind Pikosekundenlaser – insbesondere bei einer Wellenlänge von 1064 nm – für Patienten mit dunklerem Hauttyp geeigneter als gütegeschaltete Lasersysteme [9, 14, 32, 40]. Darüber hinaus ermöglicht die Wirkweise der Pikosekundenlaser eine verminderte Schmerzintensität und eine kurze Ausfallzeit [29].

Indikationen

Tätowierungen

Eine im Jahr 2016 veröffentlichte Studie berichtete, dass die Prävalenz für Tätowierungen in der deutschen Bevölkerung bei 37 % liegt und eine steigende Tendenz aufweist [6]. Mittlerweile sind Tattoos in allen Altersgruppen und sozialen Schichten weit verbreitet. Mit der größeren Nachfrage nach Tätowierungen steigt jedoch auch der Bedarf an effektiven Methoden zur Tätowierungsentfernung [3, 22, 39]. Lange Zeit waren die gütegeschalteten Nanosekundenlaser hierbei das Mittel der Wahl [33]. Da die thermische Relaxationszeit (TRT) der Farbpigmente jedoch bei ≤ 10 ns liegt, sind sie theoretisch ein ideales Ziel für einen kürzeren Puls im Bereich von Pikosekunden [34].

Vier prospektive Vergleichsstudien analysierten die Wirksamkeit und Verträglichkeit der Pikosekundenlaser und der Nanosekundenlaser an schwarzen und blauen Tätowierungen [18, 23, 29, 35]. Sie weisen darauf hin, dass Behandlungen mit 532-nm/1064-nm-Pikosekundenlasern bessere klinische Ergebnisse mit einer geringeren Nebenwirkungsrate erzielen können.

Die Farbe der Tätowierung ist ein wichtiger Prädiktor für das Ergebnis der Behandlung. Besonders die Behandlung gelber bis oranger Farbpigmente erwies sich in der Vergangenheit als schwierig. Alabdulrazzaq et al. behandelten gelbe Farbpigmente mit dem 532-nm-Pikosekundenlaser und berichteten über eine Entfernung von 75 % nach 2 bis 4 Sitzungen [1]. Der 532/1064-nm-Pikosekundenlaser scheint in der Entfernung vielfarbiger Tätowierungen suffiziente klinische Ergebnisse zu erreichen [23]. Die Abb. 1 zeigt eine umfassende Aufhellung eines bunten Tattoos. Im Abstand von 4 Wochen erfolgten 9 Sitzungen mit einem 1064-nm-Pikosekundenlaser (PicoPlus®, Lutronic Co. Ltd., Hamburg, Deutschland) mit folgenden Einstellungen: 3–8 mm Spotgröße, 0,6–1,9 J/cm² Fluenz, 2 Hz. Rote Pigmente wurden mit einer Wellenlänge von 532 nm (3–5,3 mm Spotgröße, 0,4–0,85 J/cm² Fluenz, 2 Hz) entfernt. Zur Minderung von Schmerzen erfolgte der Einsatz eines Kaltluftgerätes (Cryo 6®, Zimmer Aesthetics, Neu-Ulm, Deutschland). In der Nachkontrolle konnten keine Narben oder Blasen sowie wenige Krusten dokumentiert werden. Jüngere Erfahrungen zeigen jedoch, dass ein längeres Behandlungsintervall von mindestens 6 Wochen zu einer Verringerung der benötigten Sitzungen führen kann, da der Abtransport von Pigmenten nach 4 Wochen offenbar noch nicht abgeschlossen ist [1, 21]. Zur Ermittlung des idealen Behandlungsintervalls sind weitere klinische Studien notwendig.

Epidermale und dermale Hyperpigmentierung

Melasma

Die Behandlung des Melasmas stellt unter anderem aufgrund der hohen Rezidivrate eine therapeutische Herausforderung dar. Aktuell ist die Therapie der Wahl die depigmentierende Triple-Kombinationsbehandlung bestehend aus Hydrochinon, Retinoid und Steroid [30]. Eine Studie im Seitenvergleich beobachtete eine schnellere Aufhellung der Makulae unter einer Therapie mit einem Alexandrit-Pikosekundenlaser als mit einem Alexandrit-Nanosekundenlaser [28]. Eine therapeutische Überlegenheit des Alexandrit-Pikosekundenlasers zur Triple-Therapie ließ sich nicht nachweisen [41]. Daten der letzten Jahre deuten darauf hin, dass der 1927-nm-Thulium-Laser eine effektive und sichere Behandlungsmethode ist [24, 27]. Insgesamt führten diese Interventionen zwar zur deutlichen Besserung. Jedoch trat in allen Behandlungsgruppen eine hohe Rückfallrate auf [31]. IPL(„intense pulsed light“)-Geräte sowie gütegeschaltete Nd:YAG(Neodym-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat)-Laser werden aufgrund des hohen Risikos einer postinflammatorischen Hyperpigmentierung nicht empfohlen. Im vorliegenden Fall (Abb. 2) wurde eine Patientin mit Melasma neben dem kollimierten Handstück des 1064-nm-Pikoskundenlasers (8 mm Spotgröße, 0,7–1,0 J/cm² Fluenz, 10 Hz) zusätzlich mit dem fraktionierten Handstück des 1064-nm-Pikosekundenlasers (10 mm Spotgröße, 0,22–0,3 J/cm², 10 Hz) behandelt. Dabei wurde der Strahlenfokus mithilfe des justierbaren Handstücks in den 3 Tiefen (Tiefe 1–3) eingestellt. Insgesamt fanden 4 Sitzungen im Abstand von 8 Wochen statt. Das Kaltluftgerät reduzierte suffizient Schmerzen. Eine vorübergehende Rötung von etwa 30 min wurde beobachtet. Ob der Einsatz der Pikosekundentechnologie jedoch einen Vorteil gegenüber den bereits beschriebenen Methoden aufweist, ist derzeit nicht gesichert. Es ist mit einer ähnlichen Rückfallrate wie bei anderen Systemen zu rechnen, diese sollte Teil des Aufklärungsgesprächs sein.

Café-au-lait-Flecken

Die Morphologie von Café-au-lait-Flecken scheint mit dem Ansprechverhalten auf Lasertherapien zu korrelieren. So führt eine Lasertherapie an irregulär geformten Café-au-lait-Flecken zu guten bis exzellenten Ergebnissen, während Makulae mit weichen Kanten mehr Sitzungen benötigen und ein erhöhtes Risiko für Hypopigmentierungen aufweisen [5]; 755-nm-Pikosekundenlaser sowie 755-nm- und 532-nm-Nanosekundenlaser sind bei Café-au-lait-Flecken im gleichen Maße effektiv. Der Pikosekundenlaser weist weniger Nebenwirkungen auf [8]. Die Abb. 3 veranschaulicht den Therapieverlauf eines irregulär geformten Café-au-lait-Flecks. Eine probatorische Behandlung mit dem 660-nm-ruby-like variant YAG-Laser-Pikosekundenlaser (3 mm Spotgröße, 0,6 J/cm² Fluenz, 5 Hz) führte zu Hyperpigmentierungen (Abb. 3b). Es folgte der Einsatz des kollimierten Handstückes eines 532-nm-Pikosekundenlasers (3–5,3 mm Spotgröße, 0,1–0,5 J/cm² Fluenz, 2–5 Hz). Während der dritten und vierten Behandlung wurde zudem das fraktionierte Handstück eines 532-nm-Pikosekundenlasers (5,3 mm Spotgröße, 0,04 J/cm², 10 Hz) eingesetzt. Zur Schmerzlinderung wurde ein Kaltluftgerät eingesetzt. Nach 5 Behandlungen konnte eine sehr gute bis exzellente Aufhellung dokumentiert werden.

Nävus Ota

Die gütegeschalteten Rubin- und Nd:YAG-Laser stellten viele Jahre das Mittel der ersten Wahl in der Therapie dieser pigmentierten Fehlbildung dar. Allerdings war die Therapie mit zum Teil erheblichen Schmerzen und Nachwirkungen wie Krusten und Dyspigmentierungen verbunden. Frühere Therapieansätze mittels Dermabrasion, Hauttransplantationen oder abtragenden Lasersystemen führten zu keinem zufriedenstellenden kosmetischen Ergebnis. In einer randomisierten, kontrollierten Studie erzielte der Alexandrit-Pikosekundenlaser eine exzellente bis komplette Aufhellung des Nävus Ota bei gleichzeitig geringerer Anzahl an notwendigen Sitzungen im Vergleich zum Alexandrit-Nanosekundenlaser. Weiterhin war die Schmerzintensität signifikant gemindert [13]. Da der Nd:YAG-Laser eine höhere Eindringtiefe als der Alexandrit-Laser hat und er die dermalen Pigmente unter Schonung der epidermal gelegenen Pigmentierung selektiver fokussiert, ist eine schonendere Behandlung durch den Nd:YAG-Pikosekundenlaser zu erwarten. Dies spiegelt unsere Erfahrung insbesondere bei dunkleren Hauttypen mit dem kollimierten Handstück des 1064-nm-Pikosekundenlasers wider (5 bis 10 Behandlungen im Abstand von 2 bis 4 Wochen mit folgenden Parametern: 7–8 mm Spotgröße, 1,0–1,4 J/cm² Fluenz, 5–10 Hz). Die Behandlung ist ohne Betäubung möglich, eine Krustenbildung ist nicht zu beobachten.

Aknenarben

Vernarbungen nach Acne vulgaris sind weit verbreitet und können den Betroffenen psychosozial schwer belasten. Neben topischen Therapien und Microneedling haben sich verschiedene Lasersysteme in der Behandlung von Aknenarben etabliert. Brauer et al. beschreiben eine Volumenzunahme der atrophen Aknenarben um rund 24 % nach 6 Alexandrit-Pikosekundenlaser-Behandlungen. Äquivalent zum klinischen Ergebnis zeigten histologische Untersuchungen eine zunehmende Dichte an Elastin- und Kollagenfasern [7]. Bisherige Analysen zeigen dabei keinen deutlichen Unterschied zwischen dem fraktionierten Nd:YAG-Pikosekundenlaser und dem fraktionierten CO₂-Laser [37]. Der Pikosekundenlaser birgt insbesondere bei dunklen Hauttypen eine geringere Gefahr für postinflammatorische Dyspigmentierungen [37]. Um relevante Behandlungseffekte zu ermöglichen, sind allerdings mindestens 4 bis 6 Sitzungen in einem Abstand von 2 bis 4 Wochen erforderlich. Sirithanabadeekul et al. behandelten 25 Patienten mit dem Pikosekundenlaser und CO₂-Laser im Split-Side-Design und wiesen eine gleichwertige Effektivität mit höherem Sicherheitsprofil des Pikosekundenlasers nach [36]. Lee et al. haben einen 755-nm-Pikosekundenlaser mit einem ablativen CO₂-Laser bei atrophen Aknenarben verglichen und deutlich bessere klinische Ergebnisse mit dem Pikosekundenlaser beobachtet [26]. Wenige weitere Studien verglichen den Pikosekundenlaser mit dem nichtablativen 1550-nm-Erbium:Glass-Laser und stellten eine gleichwertige bis bessere Wirkung mit hohem Sicherheitsprofil fest [10, 25]. Weitere prospektive Studien sind notwendig, um die Effektivität und Sicherheit mit etablieren Verfahren wie dem Erbium:YAG- und CO₂-Laser ausreichend beurteilen zu können.

Hautverjüngung

Verschiedene Studien weisen auf eine wirksame und sichere Behandlung von lichtbedingt gealterter Haut mit Pikosekundenlasern hin. Weiss et al. behandelten mit einem Alexandrit-Pikosekundenlaser Falten der perioralen und periokulären Region. Serielle Biopsien nach 1, 3 und 6 Monaten wiesen dichter arrangierte Kollagen- und Elastinfasern nach [42]. Dabei wird angenommen, dass der Wirkmechanismus auf dem von Pikosekundenlasern induzierten LIOB beruht. Durch Entstehung mikroskopischer Kavitationen in der Dermis wird ein Remodeling der Kollagen- und Elastinfasern hervorgerufen [4, 11, 38]. Die ausgeprägte Dermatochalasis einer 83-jährigen Patientin ließ sich in 6 Sitzungen im Abstand von 2 bis 4 Wochen zufriedenstellend behandeln (Abb. 4). Nach einer topischen Anästhesie wurde das kollimierte Handstück eines 1064 nm-Pikosekundenlasers (9–10 mm Spotgröße, 0,25–0,5 J/cm² Fluenz, 10 Hz) eingesetzt. Ab der dritten Sitzung konnte auf eine Lokalanästhesie verzichtet werden. Kombiniert mit Augmentationen der Jochbögen und der Mentolabialfalten mittels hochvernetzter Hyaluronsäure (Restylane Defyne 3 ml, Fa. Galderma) wurden eine deutliche Hautstraffung, besonders entlang der Kinn-Kiefer-Linie, und eine Verfeinerung der Hauttextur erzielt. Dieses Vorgehen wurde gewählt, da aufgrund der Einnahme des Antikoagulans Apixaban keine ablative Resurfacing-Methode möglich war.

Im folgenden Behandlungsbeispiel konnte durch Reduktion von Lentigines und Hautrötungen ebenfalls ein jüngeres Aussehen wiederhergestellt werden (Abb. 5). Hierzu wurde in 4 Sitzungen im Abstand von 4 Wochen ein 1064-nm-Pikosekundenlaser (kollimiertes Handstück: 6–8 mm Spotgröße, 0,7–1,0 J/cm² Fluenz, 10 Hz; fraktioniertes Handstück: 8 mm Pulsbreite, 0,26 J/cm² Fluenz, 10 Hz) über die gesamte Gesichtsfläche eingesetzt. Zusätzlich erfolgte die Behandlung größerer Lentigines mit einem 660-nm-Pikosekundenlaser (3 mm Spotgröße, 0,9 J/cm² Fluenz, 2 Hz). Inwieweit die Laserbehandlung Einfluss auf den Rückgang der Rötung hat, ist in diesem Fall nicht sicher zu erklären.

Zusammenfassend findet der Pikosekundenlaser in der dermatologischen Praxis ein breites Anwendungsspektrum. Die Tab. 1 fasst die wichtigsten Indikationen des Pikosekundenlasers zusammen und gibt die Evidenz und alternative Therapiemöglichkeiten für die jeweiligen Einsatzgebiete wieder.

Indikationen	Evidenz Pikosekundenlaser	Besonderheiten/therapeutische Einschätzung Pikosekundenlaser	Therapiealternativen
Tätowierung	+++	Geringere Nebenwirkungen Weniger Sitzungen, größeres Behandlungsintervall	Gütegeschaltete Laser +++ Dermabrasion +++
Melasma	+	4 bis 6 Sitzungen nötig Aufklärung über Rekurrenz im Sommer Bei zu hohen Energien Verschlechterung möglich, v. a. bei Hauttyp III–IV	Depigmentierende Triple-Kombinationsbehandlung +++ 1927-nm-Thulium-Laser + Gütegeschaltete Laser ++ IPL ++ Chemisches Peeling ++
Café-au-lait-Fleck	++	Gleichmäßigere Aufhellung durch Einsatz fraktionierter Handstücke (532 nm) Wie bei anderen Systemen Rekurrenz möglich	Gütegeschaltete Laser +++ Dermabrasion ++ Kryotherapie ++
Nävus Ota	++	Geringe Schmerzen Schnellere Aufhellung durch kürzeres Behandlungsintervall (2 bis 3 Wochen) Kurze Ausfallzeit (keine Krusten, Bläschen)	Gütegeschaltete Laser +++ Dermabrasion ++ Kryotherapie ++
Aknenarben	+	Behandlung dunkler Hauttypen möglich Mindestens 4 bis 6 Sitzungen nötig Kurze Ausfallzeit (24 h Rötungen, keine Krusten) Schüsselförmige Narben schwierig zu behandeln, ggf. Multistacking	Chemische Peelings ++ Fraktionierter CO2-Laser +++ Microneedling +++ Dermabrasion ++ Operative Narbentherapie +++
Rejuvenation	++	Behandlung dunkler Hauttypen möglich Mindestens 3 bis 4 Sitzungen nötig Kurze Ausfallzeit (24 h Rötungen, keine Krusten) Minderung feiner Fältchen, bei fortgeschrittenen Falten keine ausreichende Wirkung	Fraktionierter CO2-Laser +++ Radiofrequenz-Microneedling ++ Augmentation +++ Chirurgische Gesichtsstraffung +++

Evidenz: − keine, + mäßig, ++ gut, +++ sehr gut

Fazit für die Praxis

• Der Pikosekundenlaser hat im Fachbereich der Dermatologie ein breites Einsatzspektrum und findet u. a. Anwendung in der Entfernung von Tätowierungen, Behandlung dermaler und epidermaler Pigmentstörungen und Induktion des Gewebeumbaus.

• Die Impulsdauer im Pikosekundenbereich erlaubt eine gezielte Fragmentierung von Pigmenten und eine thermische Schonung des umgebenen Gewebes.

• Nach aktueller Datenlage ist der Pikosekundenlaser für Patienten mit den Hauttypen IV–VI nach Fitzpatrick geeigneter als gütegeschaltete Laser, da er ein vermindertes Risiko für Hypo- und Hyperpigmentierungen hat.

• Sofortige Reaktionen unter der Laserbehandlung wie Erythem, Ödeme und Schmerzen scheinen milder als bei gütegeschalteten Lasersystemen zu verlaufen und klingen in der Regel innerhalb weniger Stunden bis Tage ab.

• Aufgrund der derzeit hohen Anschaffungskosten eines Pikosekundenlasers ist dessen Einsatz zunächst spezialisierten Zentren vorbehalten.

• Es bedarf weiterer Studien, um das Potenzial des Pikosekundenlasers auf lange Sicht beurteilen zu können.

Funding

Open Access funding enabled and organized by Projekt DEAL.

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt

K. Herberger hat Vorträge für die Firma Lutronic gehalten. Die Firma Lutronic hat Forschungsprojekte der Laserabteilung am UKE unterstützt, indem ein Radiofrequenzmikroneedling-System (Genius®) und ein Laser (DermaV®) für jeweils eine klinische Studie zur Verfügung gestellt wurden. L. Nguyen und S.W. Schneider geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Alle Patienten, die über Bildmaterial oder anderweitige Angaben innerhalb des Manuskripts zu identifizieren sind, haben hierzu ihre schriftliche Einwilligung gegeben. Dieser Beitrag beinhaltet keine Studien an Menschen oder Tieren.