Examen completo de la eliminación de tatuajes mediante láser Nd:YAG de 150 ps en un modelo porcino

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 13062 (2023) Citar este artículo

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Este estudio tuvo como objetivo investigar la eficacia de un láser Nd:YAG con una duración de pulso de 150 ps en diferentes parámetros del láser. Los efectos sobre tatuajes de múltiples colores con pulsos tan ultracortos no se han descrito previamente en la literatura. Se realizaron experimentos in vivo en piel porcina para analizar la eficiencia de fragmentación de cinco colores de tatuajes diferentes utilizando diferentes longitudes de onda, energías de pulso y tamaños de puntos. Los resultados mostraron que la relación óptima entre eliminación y seguridad del tatuaje para tatuajes azules, verdes, rojos y amarillos con una longitud de onda de 532 nm fue de 0,96 a 2,39 J/cm2. El láser con una longitud de onda de 1064 nm demostró la mayor eficacia en la eliminación de tatuajes negros, observándose resultados positivos para los pigmentos verdes y azules con una fluencia de 3,02 J/cm2. El estudio proporciona información valiosa sobre la eficacia del tratamiento con láser de 150 ps para eliminar tatuajes de diferentes colores utilizando diferentes parámetros del láser. Esta información puede ayudar a los dermatólogos y profesionales a realizar una eliminación de tatuajes más eficiente y efectiva con menos efectos secundarios.

La importancia cultural de los tatuajes ha experimentado un cambio en los últimos años, con su creciente normalización en diversos medios. Esto ha resultado en una mayor disponibilidad de información sobre diseños de tatuajes, artistas y precauciones de higiene para el público en general1. Sin embargo, esto también ha llevado a una mayor prevalencia del "arrepentimiento del tatuaje" entre ciertos grupos demográficos, particularmente entre los millennials, lo que se prevé que impulsará la demanda de métodos de eliminación de tatuajes en los próximos años2.

Actualmente, la tecnología láser es el método más utilizado para la eliminación de tatuajes y se espera que siga representando la mayoría de los ingresos en este mercado. El atractivo de la tecnología láser se atribuye a una variedad de factores, que incluyen una mayor conciencia pública, tiempos de curación más rápidos y una reducción de los efectos secundarios en comparación con métodos alternativos. Sin embargo, la eliminación completa de los tatuajes sigue planteando un desafío importante, ya que factores como la complejidad del tatuaje3, las propiedades de la tinta4, el tipo de piel y la edad del tatuaje afectan el éxito de la eliminación5. La posibilidad de que se produzcan efectos secundarios a corto y largo plazo asociados con la eliminación de tatuajes sigue siendo una preocupación importante. Estos pueden incluir efectos secundarios temporales como dolor, eritema e infección, así como efectos a largo plazo como cicatrices y cambios en la pigmentación6.

Durante las últimas dos décadas, el pilar de la eliminación de tatuajes ha sido el uso de láseres de calidad conmutada (QS)7. Estos láseres producen pulsos con energías máximas de hasta 10 J/cm2 y duraciones de pulso dentro del rango de nanosegundos8. Sin embargo, el rango de duración del pulso de estos láseres aún no es suficiente para descomponer eficazmente las partículas de tinta y al mismo tiempo minimizar el daño al tejido circundante9. En los últimos años, los láseres de picosegundos (ps) se han convertido en una opción más prometedora para la eliminación de tatuajes, ya que se ha demostrado que son más eficaces en términos de eliminación de tatuajes y tratamiento del dolor tanto en estudios preclínicos10 como clínicos11.

Esta técnica de eliminación de tatuajes se basa en el efecto fotoacústico, que se caracteriza por la rápida expansión térmica del tejido objetivo después de la fragmentación y la liberación de ondas mecánicas supersónicas o acústicas, lo que resulta en la destrucción del tejido circundante12. La fragmentación resultante de los pigmentos en fragmentos más pequeños permite su fagocitosis por parte de los macrófagos y su posterior eliminación a través del sistema linfático13, lo que lleva al aclaramiento del tatuaje14. Además, las reacciones endotérmicas del vapor de carbono también pueden alterar las propiedades ópticas de las tintas para tatuajes, reduciendo su visibilidad15. A igual irradiancia láser, un pulso láser de 150 ps dará como resultado una tensión de tracción 100 veces mayor en el objetivo del tatuaje que la obtenida usando un pulso láser con conmutación Q de 15 ns. Este mayor estrés mecánico mejora significativamente la probabilidad de fragmentar la partícula del tatuaje y sugiere que puede ser posible utilizar pulsos con menor irradiancia, sin degradación en el resultado y posiblemente con mayor seguridad16.

Como la duración del pulso del láser es crucial para la fragmentación del pigmento10, los sistemas láser de dominio de picosegundos disponibles comercialmente sobresalen en su mayoría entre 300 y 600 ps17. Nuestro objetivo era investigar las interacciones láser-tejido de un láser Nd:YAG con longitud de onda conmutable (532/1064 nm) y tamaño de punto (2/4 mm) a varias energías de pulso (25–155 mJ), que puede generar pulsos de 150 PD. Hasta la fecha, falta literatura publicada sobre la efectividad y seguridad de los sistemas láser de 150 ps para eliminar tatuajes, pero en nuestro estudio anterior18, evaluamos los patrones de curación de microlesiones inducidas por láser en piel porcina vivo utilizando ópticas de microlentes. En este estudio in vivo, realizamos un análisis exhaustivo de la eficacia de la fragmentación del pigmento de la tinta para tatuajes intradérmicos y la seguridad del tratamiento. Utilizamos una técnica de imágenes multiespectrales no invasiva (SIAscopia) en combinación con evaluación clínica, software de procesamiento de imágenes y análisis histopatológico. Nuestro estudio se realizó en piel porcina, que se parece mucho a la piel humana en muchos aspectos.

El Comité Ético de Uso de Animales de Laboratorio de Lituania, dependiente del Servicio Veterinario y Alimentario Estatal, aprobó todos los procedimientos utilizados en este estudio.

En este estudio, empleamos un cerdo blanco lituano macho (Sus scrofa domestica) de 12 semanas (n − 1) y un peso de 50 kg para crear múltiples tatuajes que posteriormente se eliminaron mediante procedimientos láser. El Departamento de Biomodelos del Centro de Medicina Innovadora del Instituto Estatal de Investigación (Vilnius, Lituania) retuvo al animal y todas las acciones llevadas a cabo se ajustaron a las directrices ARRIVE y a la Directiva 2010/63/UE del Parlamento Europeo y del Consejo Europeo sobre la protección de los animales utilizados con fines científicos. El experimento se llevó a cabo de acuerdo con los procedimientos operativos estándar institucionales, se proporcionó enriquecimiento ambiental y atención veterinaria. Las áreas de tenencia de animales se mantuvieron a una temperatura de 20 a 24 °C, con un ciclo de luz-oscuridad de 12:12 h y una humedad de 40 a 60%. Se proporcionó acceso a agua dulce ad libitum y se suministró alimento tres veces al día.

El estudio fue diseñado para abarcar un período de aclimatación preexperimental de 4 semanas, seguido del inicio de los procedimientos de tatuaje el día 0. Luego se observó la fase de curación del tatuaje durante un período de 30 días. Se realizaron tres tratamientos con láser en total, con un período de recuperación de 30 días entre cada uno. El día 150, se llevó a cabo la recolección de muestras y, al finalizar, los animales fueron sacrificados humanamente para obtener muestras de piel para su posterior análisis. El diseño del estudio se ilustra en la Fig. 1.

Diseño experimental que describe el procedimiento de aplicación del tatuaje, seguido de una fase de curación, posterior tratamiento con láser y recogida final de muestras.

Los animales fueron sacrificados utilizando una solución a base de pentobarbital sódico (Exagon, Richter Pharma AG, Austria) a una dosis de 50 mg/kg, tras sedación con clorhidrato de ketamina (Ketamidor, Richter Pharma AG, Austria) a una dosis de 15-20 mg/kg y clorhidrato de xilazina (Sedaxylan, Eurovet Animal Health BV, Países Bajos) a una dosis de 2 mg/kg. La eutanasia se realizó de acuerdo con los protocolos establecidos para el tratamiento humano al final de la vida.

Los animales anestesiados se prepararon para tatuar utilizando una concentración del 3-4% de isoflurano (Isoflurin 1000 mg/g, Vetpharma animal Health, SL, España) administrado a un caudal de 4-5 L/min. Antes del tatuaje, los animales se colocaron en posición prona y se cortó el pelo de las regiones torácica y lumbar dorsolateral con una maquinilla eléctrica (Golden A5 5-50, Oster, Suiza). Las áreas designadas para el tatuaje se limpiaron con una solución de agua tibia y etanol al 70% (Art. No. P075.1, Carl Roth GmbH & Co KG, Alemania).

Seleccionamos una gama de tintas comúnmente utilizadas, ampliamente disponibles y actualmente autorizadas en Europa de cinco colores diferentes, cada una con una composición identificada como se describe en la Tabla 1.

Los tatuajes se aplicaron mediante una técnica rasterizada (líneas rectas de un lado a otro) cubriendo toda el área, rellenando las áreas faltantes repitiendo el proceso. Se utilizó una máquina de tatuaje rotativa para inyectar la tinta del tatuaje en la piel a una profundidad de 2 mm. La distancia entre cada tatuaje y el siguiente fue de 0,5 cm, y cada tatuaje tenía un tamaño de 2 cm por 1 cm. Se aplicó un total de 16 áreas por color de tinta.

Para la eliminación de tatuajes con láser se utilizó un sistema láser de picosegundos de granate de itrio y aluminio (Nd:YAG) dopado con neodimio (PicoClarans, Photosana, Lituania) con una pieza de mano con zoom. El sistema empleó una duración de pulso de 150 ps y una longitud de onda conmutable de 532 y 1064 nm [láser Q-switch comprimido estimulado por dispersión Brillouin (SBS)]. En este estudio, se seleccionaron tamaños de punto de 2 mm y 4 mm. Se utilizó un medidor de potencia/energía (LabMax-Top, Coherent, EE. UU.) para calibrar el sistema láser antes de cada procedimiento, para garantizar una generación de pulso uniforme. Durante el tratamiento con láser, la pieza de mano se colocó perpendicular a las áreas de piel deseadas y se movió hacia adelante y hacia atrás en forma de zigzag. Cada pulso de láser se administró a una frecuencia de 4 Hz hasta que toda el área estuvo cubierta con una configuración de láser adecuada, como se especifica en la Tabla 2.

Las muestras se recolectaron 30 días después del tercer procedimiento con láser. Para evitar la contaminación cruzada entre tratamientos, se utilizaron agujas de biopsia por punción de 6 mm de ancho (33–36–6 mm, Integra LifeSciences, EE. UU.) para recolectar biopsias del centro de cada área tratada. Las biopsias de piel recolectadas se fijaron en formalina al 10% (Art. No. A146.5, Carl Roth GmbH & Co KG, Alemania) y se incluyeron en bloques de parafina (1 bloque contenía 1 biopsia de piel). Luego, los bloques de parafina se cortaron en secciones de 4 µm utilizando un micrótomo rotatorio (RM2255, Leica Microsystems IR GmbH, Alemania). Las secciones se tiñeron con hematoxilina (Art. No. T864, Carl Roth GmbH + Co KG, Alemania) y eosina Y (Art. No. 3137.1, Carl Roth GmbH + Co KG, Alemania) según el protocolo recomendado por el fabricante. Los portaobjetos de tejido teñido se escanearon utilizando un escáner de patología digital de campo claro (Aperio ScanScope XT, Leica Microsystems IR GmbH, Alemania) y los datos se procesaron utilizando el software ImageJ (ver. 1.53r, Institutos Nacionales de Salud, Bethesda, MD, EE. UU.) .

Se utilizó SIAscopy, una técnica de imágenes multiespectral no invasiva (SIMSYS-MoleMate, MedX Health, EE. UU.), para capturar fotografías dermatoscópicas de la dinámica de eliminación de tatuajes. Luego, estas imágenes se analizaron utilizando un programa de procesamiento de imágenes. Se tomaron los siguientes pasos para extraer canales de color de las imágenes dermatoscópicas examinadas: seleccionando la opción Imagen → Tipo → Pila RGB. Se seleccionó el canal de color más apropiado en función de los pigmentos del tatuaje de la siguiente manera: canal azul para pigmentos amarillos, canal rojo para pigmentos negros, azules y verdes, y canal verde para pigmentos rojos. Usando la opción Imagen → Ajustar → Umbral con la opción Apilar histograma, el pigmento se marcó especificando límites para la intensidad de píxeles. Luego se midieron las áreas marcadas usando la función "Medir". Cada área fue evaluada sobre una superficie total de 0,95 cm2. La evaluación se realizó antes de la recolección de la muestra, con el dispositivo colocado en el centro de cada área.

La seguridad de un sistema láser de dominio de picosegundos se evaluó en varios entornos mediante la evaluación de la irritabilidad de la piel que se produjo después del tratamiento con láser, utilizando el estándar para la evaluación biológica de dispositivos médicos (ISO 10993-23:2021, Capítulo 7). El grado de eritema y edema se utilizó para asignar las siguientes puntuaciones según la gravedad: 0 para cambios no perceptibles, 1 para cambios apenas perceptibles, 2 para cambios bien definidos, 3 para cambios moderados y 4 para cambios severos. La puntuación total (con un máximo de 8 puntos) se calculó sumando las valoraciones individuales de cada característica (Fig. 4).

Se utilizó la prueba U de Mann-Whitney (variables distribuidas anormalmente) para comparar la irritabilidad de la piel inducida por láser entre tamaños de puntos de la misma energía de pulso. El umbral de significación estadística se estableció en P <0,05. Todos los cálculos se realizaron con Origin (Pro), versión 9.9 2022 (OriginLab Corp., EE. UU.).

Todos los procedimientos realizados en este estudio fueron aprobados por el Comité Ético de Uso de Animales de Laboratorio de Lituania, dependiente del Servicio Veterinario y Alimentario Estatal.

Para establecer una referencia para la irritación de la piel, la piel sana se expuso a los mismos parámetros del láser que las áreas tratadas con láser (Figs. 2 y 3). Las áreas irradiadas con una longitud de onda de 532 nm fueron más graves utilizando el haz de tamaño de punto de 2 mm, que produjo un eritema intenso y localizado. El edema apenas perceptible aumentó en gravedad más allá de la energía del pulso de 75 mJ y se volvió moderado a 120 mJ (Fig. 2S-2). En comparación, el efecto de la irradiación con un tamaño de punto de 4 mm fue más leve, lo que resultó en un eritema bien definido y edema solo a 120 mJ, y el eritema que se desarrolló con la energía del pulso de 75 y 120 mJ tuvo una distribución uniforme (Fig. 2S-4).

Evaluación dermatoscópica de piel no tatuada inmediatamente después del tratamiento con terapia con láser de 532 nm.

Evaluación dermatoscópica de piel no tatuada inmediatamente después del tratamiento con terapia con láser de 1064 nm.

El tratamiento con láser en piel sana utilizando la longitud de onda de 1064 nm casi no mostró indicaciones de patrones inducidos por láser a 30 mJ, pero se observó un rápido aumento del eritema más allá de los 95 mJ con el tamaño del punto de 2 mm, desarrollándose una forma grave (Fig. 2S). -2). Las áreas tratadas con un tamaño de punto de 4 mm y una energía de pulso de hasta 95 mJ fueron comparables a la piel sana. Se observó formación de petequias esporádicas (<1 mm) en áreas tratadas con 155 mJ utilizando el tamaño de punto de 4 mm (Fig. 2S-4).

Se evaluó el grado de irritabilidad del tejido para determinar cómo los distintos parámetros del láser afectaban a los tatuajes de diferentes colores. El eritema y el edema de todas las áreas se redujeron en general (Fig. 4B) utilizando un tamaño de punto de 4 mm a una longitud de onda de 532 nm en comparación con el tratamiento con un tamaño de punto de 2 mm (p = 0,054) (Fig. 4A). Se encontró que la gravedad de la eliminación del tatuaje, medida por el resultado de los tratamientos que utilizaron niveles de energía de 75 mJ (p = 0,011) y 120 mJ (p = 0,041) y el color del pigmento correspondiente, fue mayor cuando se utilizó un tamaño de punto de 2 mm en comparación con un tamaño de punto de 4 mm.

Evaluación de la irritación tisular inmediata post-tratamiento con láser. Parámetros del tratamiento con láser: (A) longitud de onda de 532 nm y tamaño de punto de 2 mm; (B) longitud de onda de 532 nm y tamaño de punto de 4 mm; (C) longitud de onda de 1064 nm y tamaño de punto de 2 mm; (D) longitud de onda de 1064 nm y tamaño de punto de 4 mm.

Cuando se utilizó un tamaño de punto de 2 mm, energías de pulso de 75 a 120 mJ y una longitud de onda de 532 nm, los tatuajes negros exhibieron la respuesta más pronunciada al tratamiento con láser, lo que resultó en un edema de moderado a severo (Fig. 4A). Se descubrió que las reacciones del tejido láser provocadas por la longitud de onda de 532 nm eran las más leves en los tatuajes rojos y verdes, observándose sólo un edema moderado incluso en los niveles de energía de pulso más altos. El análisis de los datos presentados en la Fig. 4B reveló que, aparte de los tatuajes negros, todas las áreas tratadas con láser sometidas a irradiación con energía de pulso de 120 mJ usando un tamaño de punto de 4 mm dieron como resultado puntuaciones de irritación comparables o reducidas en comparación con la piel de control. .

Las puntuaciones de irritación de la piel de las áreas tratadas con una longitud de onda de 1064 nm fueron significativamente mayores (p – 0,037) después del tratamiento con un tamaño de mancha de 2 mm en comparación con un tamaño de mancha de 4 mm (Fig. 3C, D). El uso de un tamaño de punto de 2 mm con energías de pulso de 30 mJ y 155 mJ dio como resultado una puntuación de irritación significativamente mayor en comparación con el tamaño de punto de 4 mm. Específicamente, con una energía de pulso de 30 mJ, el tamaño del punto de 2 mm dio como resultado un aumento de 2,7 veces en la puntuación de irritación, principalmente debido a la presencia de edema. De manera similar, en el nivel de energía de pulso más alto de 155 mJ, el uso de un tamaño de punto de 2 mm dio lugar a una puntuación de irritación 1,9 veces mayor (p = 0,013) en comparación con el tamaño de punto de 4 mm, como se muestra en la figura 3D.

Se encontró que la irritabilidad general de las áreas tratadas era mayor en los tatuajes negros, azules y amarillos, debido a la menor gravedad del edema con energías de pulso que oscilaban entre 30 y 95 mJ con un tamaño de mancha de 2 mm (Fig. 4). Por el contrario, el tratamiento de los tatuajes rojos y verdes resultó en la menor irritación en comparación con los otros colores, debido a una ligera reducción en la formación de edema.

Las diferentes longitudes de onda de la luz láser tienen distintos grados de eficacia en la eliminación de tatuajes. Las tasas de eliminación demostraron una correlación positiva con la energía del pulso. Al comparar las tasas de eliminación logradas usando diferentes longitudes de onda, se observa que la longitud de onda de 1064 nm produjo tasas de eliminación más bajas en comparación con la longitud de onda de 532 nm, con la excepción del tatuaje negro (Fig. 5).

Vista dermatoscópica de tatuajes tratados con láser 30 días después del tercer tratamiento. Para una longitud de onda de 532 nm se utilizó una energía de pulso de 75 mJ y para 1064 nm – 95 mJ. Color del tatuaje—(A – E). Tamaño del punto (S): 2 y 4 mm. Longitud de onda del tratamiento (λ): 532/1064 nm.

La tasa de eliminación más alta para los tatuajes negros se logró utilizando un tamaño de punto de 2 mm a una longitud de onda de 1064 nm y una energía de pulso de 155 mJ, lo que resultó en una tasa del 76,46 % (Fig. 6C). Por el contrario, el tratamiento menos eficaz, que sólo logró una tasa de eliminación del 16,41 %, se observó cuando se utilizó un tamaño de punto de 4 mm a una longitud de onda de 532 nm y una energía de pulso de 25 mJ (Fig. 6B).

Evaluación de la eliminación del tatuaje 150 días después del tratamiento. Parámetros del tratamiento con láser: (A) longitud de onda de 532 nm y tamaño de punto de 2 mm; (B) longitud de onda de 532 nm y tamaño de punto de 4 mm; (C) longitud de onda de 1064 nm y tamaño de punto de 2 mm; (D) longitud de onda de 1064 nm y tamaño de punto de 4 mm.

El tratamiento más eficaz para eliminar tatuajes azules, verdes, rojos y amarillos utilizó un tamaño de haz de 2 mm, una longitud de onda de 532 nm y una energía de 120 mJ (Fig. 6A). Después de tres tratamientos con láser, los tatuajes amarillos y verdes mostraron las tasas de eliminación más altas, alcanzando el 71,87% y el 71,69%, respectivamente. Los tatuajes azules fueron los terceros tratados con mayor eficacia, con una tasa de eliminación del 65,04%, seguidos de los tatuajes de color rojo, con una tasa del 48,96%. La eliminación más baja para los tatuajes de color azul, verde, rojo y amarillo se observó después del tratamiento utilizando el tamaño de punto de 4 mm a una longitud de onda de 1064 nm y una energía de pulso de 30 mJ, logrando 20,24 %, 18,74 %, 5,15 % y 10,20 % respectivamente (Fig. .6D).

Se evaluaron las características histológicas de la epidermis en muestras de tatuajes no tratados y tratados con láser. La epidermis mantuvo su arquitectura característica después del tratamiento con varias configuraciones de láser. Además, no se detectaron partículas de tinta extracelular en la epidermis, ni siquiera en las acumulaciones de tejido necrótico que se formaron en el estrato córneo de la epidermis.

Los portaobjetos de tejido de la piel teñidos con hematoxilina y eosina (HE) mostraron variaciones en el color de la tinta de las áreas no tratadas con láser, con tatuajes negros que parecían negros, tatuajes azules que mostraban una gama de azul oscuro a negro con un borde azulado, tatuajes verdes que mostraban una gama de del verde oscuro al negro con un borde verdoso, tatuajes rojos que muestran un rango del rojo oscuro al negro con un borde rojizo y tatuajes amarillos que presentan un color negro heterogéneo con múltiples gránulos de pigmento (Fig. 7).

Análisis histológico de pigmentos de tatuajes previos al tratamiento: muestras de control 150 días después del tatuaje. Secciones teñidas con HE de grupos de pigmentos en tatuajes de diferentes colores: (A) tatuajes negros; (B) tatuajes azules; (C) tatuajes verdes; (D) tatuajes rojos; (E) tatuajes amarillos.

Se observaron partículas de tinta en la dermis hasta una profundidad de 1,2 mm, y la concentración más alta se localizó entre 100 y 600 μm de la superficie de la piel (fig. 8A1-2). La mayoría se concentró en grupos distribuidos en infiltración mononuclear, compuestos principalmente por macrófagos que rodeaban vasos sanguíneos dilatados (Fig. 8). El citoplasma de las células fagocíticas contenía grandes depósitos de pigmento, que mostraban un alto grado de saturación y homogeneidad de color, a excepción de los tatuajes amarillos.

Evaluación histológica de tatuajes negros 150 días después del tratamiento con láser con longitud de onda de 532 nm y energía de pulso de 120 mJ: (A1) tatuaje de control (no tratado); (A2) grupo de pigmento negro en tatuaje no tratado; (B1) tatuaje tratado con láser (tamaño de punto de 2 mm); (B2) partículas de pigmento en tatuajes tratados con láser (tamaño de punto de 2 mm); (C1) tatuaje tratado con láser (tamaño de punto de 4 mm); (C2) partículas de pigmento en tatuaje tratado con láser (tamaño de punto de 4 mm).

El estudio mostró que la longitud de onda de 532 nm en el tamaño de punto de 4 mm solo alcanzaba hasta 250 μm (Fig. 8B1-2), mientras que el tamaño de punto de 2 mm era capaz de lograr una fragmentación del pigmento de hasta 400 μm (Fig. 8C1-2). . La reducción de la cantidad total de pigmento y la transformación de grandes depósitos de pigmento intracelulares en partículas considerablemente más pequeñas que contienen gránulos dieron como resultado un aclaramiento de las zonas tratadas. Al aumentar la energía del pulso láser de 75 a 120 mJ, el efecto de fragmentación mejoró significativamente, como lo demuestra la aclaración de los tatuajes (Figs. 5 y 6).

El tratamiento con láser a una longitud de onda de 532 nm produjo montículos paraqueratósicos desprendidos que contienen melanina o desechos necróticos epidérmicos microscópicos (MEND) que residen en los niveles superiores del SC en posición subgranular. El tamaño del punto del rayo láser, la energía del pulso y las características del pigmento afectaron la variación del tamaño de los MEND. El tratamiento con un tamaño de punto de 2 mm dio como resultado la formación de MEND en tatuajes azules, verdes y amarillos, especialmente con energía de pulso superior a 75 mJ. Los MEND más grandes se observaron en tatuajes amarillos, que medían hasta 1,5 mm de diámetro. En los tatuajes azules, el tejido necrótico desprendido se midió hasta 500 μm, y en los tatuajes verdes, hasta 300 μm. No se observaron MEND en tatuajes negros y rojos, ni en tatuajes de ningún color tratados con un tamaño de punto de 4 mm. Se observó dilatación vascular de los capilares superficiales en todas las muestras tratadas con una longitud de onda de 532 nm y en ambos tamaños de punto. Con el tamaño del punto de 2 mm se observó una dilatación de hasta 1,5 mm en la dermis y con el de 4 mm, hasta 500 μm (Fig. 8).

La aplicación de una longitud de onda de 1064 nm para la eliminación de tatuajes fue particularmente efectiva para disminuir la cantidad de depósitos de pigmento en tatuajes negros (Fig. 5), especialmente cuando se usó un tamaño de punto de 2 mm (Fig. 9B1). La cantidad total de pigmento negro en las muestras tratadas con ambos tamaños de haz fue menor que en las áreas no tratadas (Fig. 9A1-2), lo que se correlacionó positivamente con la energía del pulso más allá de 95 mJ usando un tamaño de punto de 4 mm y 30 mJ con un punto de 2 mm. . El tratamiento de hasta 95 mJ con el láser de 1064 nm utilizando un tamaño de punto de 4 mm afectó principalmente a la capa superficial de los grupos de pigmento negro de hasta 300 μm, dejando las capas inferiores visualmente comparables a los tatuajes de control (fig. 9C1-2). Se observó que la fragmentación de pigmentos en toda su profundidad de distribución tuvo éxito después de la irradiación con un ancho de haz de 2 mm en todos los niveles de energía y con un ancho de haz de 4 mm a partir de una energía de pulso de 155 mJ (fig. 9B1-2).

Evaluación histológica de tatuajes negros 150 días después del tratamiento con láser con longitud de onda de 1064 nm y energía de pulso de 155 mJ: (A1) tatuaje de control (sin tratar); (A2) grupo de pigmento negro en tatuaje no tratado; (B1) tatuaje tratado con láser (tamaño de punto de 2 mm); (B2) partículas de pigmento en tatuajes tratados con láser (tamaño de punto de 2 mm); (C1) tatuaje tratado con láser (tamaño de punto de 4 mm); (C2) partículas de pigmento en tatuaje tratado con láser (tamaño de punto de 4 mm).

Nuestras observaciones indican que los tatuajes coloreados exhibieron fragmentación hasta cierto punto en todo el rango de distribución del pigmento. Además, observamos una ligera dilatación de los capilares superficiales hasta 300 μm, junto con una importante infiltración de células mononucleares en todas las zonas que contienen pigmento. Los MEND solo se observaron en muestras histológicas de tatuajes azules, verdes y amarillos tratados con manchas de 2 mm. La mayor formación de MEND se observó en tatuajes azules y amarillos de hasta 1,5 mm de diámetro más allá de 95 mJ, mientras que en los tatuajes verdes el tejido necrótico desprendido midió hasta 200 μm.

La eliminación de tatuajes con láser de picosegundo funciona enviando pulsos ultracortos de energía luminosa de alta intensidad a la piel14. Esta energía luminosa es absorbida por las partículas de tinta del tatuaje, lo que hace que se rompan en pedazos más pequeños que el sistema inmunológico del cuerpo puede eliminar de forma natural13. Los principales mecanismos de eliminación de tatuajes con láser de picosegundos incluyen: efecto fototérmico, fotomecánico y fotoacústico12,15,19. Cuanto más corta sea la duración del pulso, más precisa y específica puede ser la energía del láser, lo que le permite apuntar específicamente a las partículas de tinta sin calentar el tejido circundante y evitar efectos secundarios20.

La eficacia del tratamiento con láser en la eliminación de tatuajes depende en gran medida de la longitud de onda del láser utilizado17, ya que los diferentes colores de tatuajes tienen coeficientes de absorbancia únicos para longitudes de onda específicas4,21. Por lo tanto, seleccionar la longitud de onda adecuada es crucial para maximizar la tasa de eliminación del tatuaje1. Nuestra investigación muestra que el tratamiento con láser de alta energía es el más eficaz para eliminar tatuajes, pero también puede provocar lesiones cutáneas agudas como eritema, edema y hemorragia6. Para equilibrar la necesidad de una eliminación eficiente de los tatuajes con el riesgo de eventos adversos, se debe evaluar la relación óptima entre seguridad y eficacia. Nuestros hallazgos sugieren que la proporción óptima varía según la fluencia, el color del pigmento y la longitud de onda aplicada. Por ejemplo, el rango de fluencia óptimo para eliminar tatuajes azules, verdes, rojos y amarillos con una longitud de onda de 532 nm fue de 0,96 a 2,39 J/cm2. El láser de 1064 nm fue el más eficaz para eliminar tatuajes negros y mostró cierta eficacia para eliminar pigmentos verdes y azules, logrando resultados prometedores con una fluencia de alrededor de 3 J/cm2. Estos resultados complementaron otros estudios3, donde el método más seguro y eficaz para tratar pigmentos rojos y amarillos era con una fluencia de 0,8 J/cm2 a una longitud de onda de 532 nm. Sin embargo, los procedimientos de eliminación de tatuajes se realizaron con una duración de pulso más larga que en nuestro estudio, con 375 ps y 450 ps en una longitud de onda de 532 nm y 1064 nm, respectivamente.

La respuesta atípica observada de los tatuajes verdes a la luz verde en nuestro estudio implica una interacción más compleja y matizada, que puede atribuirse a varios factores. La tinta de tatuaje verde específica utilizada en nuestro estudio puede poseer espectros de absorción más amplios, debido a la presencia de varios pigmentos en su composición y, por lo tanto, puede absorber luz fuera de la longitud de onda verde típica. Además, la utilización de un láser de picosegundos con una duración de pulso de 150 ps puede haber mejorado la eficiencia del impacto fotomecánico, lo que llevó a una destrucción efectiva del pigmento. Este efecto ventajoso se observó independientemente de la coincidencia exacta entre la luz láser y el espectro de absorción del pigmento. Además, factores como la profundidad del tatuaje, el tamaño de las partículas de tinta y el entorno biológico circundante también pueden influir en la absorción y dispersión general de la luz, contribuyendo potencialmente a la respuesta observada19.

La decoloración de los tatuajes tras el tratamiento con láser de picosegundos se puede atribuir a dos factores principales: una reducción en la cantidad y el tamaño de los pigmentos del tatuaje o su transformación en estructuras microscópicas que no pueden detectarse ópticamente22. Un examen histopatológico de tatuajes tratados con láser mostró una disminución en la cantidad total de pigmento presente en la dermis. La descomposición del pigmento se observó mediante cambios en la acumulación intracelular de partículas de tinta, que se volvieron heterogéneas en comparación con los tatuajes no tratados. Además, se observó que el uso de ajustes de láser adecuados puede inducir una modificación estructural en el citoplasma de los macrófagos que contienen acumulaciones de pigmento intracelular.

La fragmentación de los agregados de pigmento varió en profundidad, influenciada por las características de absorción de las partículas de pigmento en longitudes de onda específicas y la intensidad del láser empleado durante el tratamiento. Nuestros hallazgos demuestran que la optimización de la configuración del láser de tratamiento puede influir en la profundidad de la fragmentación del agregado de pigmento a la longitud de onda adecuada. Aumentar el tamaño del punto y la energía del pulso del láser de 532 nm permite una penetración más profunda en la piel23, mejorando así la localización de pigmentos de tatuaje más profundos24. En particular, incluso cuando utilizamos una energía de pulso constante de 120 mJ, observamos diferencias en la profundidad de la fragmentación del agregado del tatuaje. Específicamente, el empleo de un tamaño de punto de 4 mm dio como resultado una ruptura que alcanzó profundidades de hasta 250 μm, mientras que el empleo de un tamaño de punto más pequeño de 2 mm extendió la profundidad de fragmentación a 400 μm. Es de destacar que a pesar de la diferencia de cuatro veces en la fluencia entre los dos tamaños de punto, la variación en la profundidad de penetración no fue tan sustancial. Estos hallazgos sugieren que el tamaño del punto juega un papel importante en la determinación de la profundidad de la fragmentación, potencialmente debido a la distribución espacial de la energía láser.

Al tratar tatuajes de tinta negra con fluencias de hasta 0,76 J/cm2 con una longitud de onda de 1064 nm, observamos que la fragmentación del pigmento se producía principalmente en la capa superior de los depósitos de tinta, probablemente debido a la alta absorción del pigmento. Alcanzar depósitos de pigmento más profundos requeriría más sesiones de tratamiento o mayores fluencias, lo que se logró aumentando las fluencias de 1,99 a 7,96 J/cm2. Para mejorar la penetración del láser de longitud de onda de 1064 nm se utiliza un tamaño de punto grande o el método R0. El método R0 implica el uso de una fluencia baja para apuntar a la capa superior del pigmento del tatuaje, seguida de una fluencia alta para apuntar a las capas más profundas del pigmento25. En las muestras histológicas de otros colores de tatuajes, la fragmentación del pigmento fue visible en todas las capas de la dermis, donde se detectaron sus acumulaciones intercelulares. Por tanto, la absorción de los pigmentos de color no altera la profundidad de penetración de la radiación de 1064 nm, y una mayor fluencia puede aumentar la eficacia de la fragmentación del pigmento.

Los resultados del análisis histopatológico demuestran que el tratamiento con láser tiene el potencial de generar desechos necróticos epidérmicos microscópicos (MEND) en el estrato córneo de la epidermis. La formación de MEND depende de varios factores, como la fluencia y las propiedades del pigmento, y su aparición puede provocar reacciones cutáneas desfavorables como ampollas, costras, cicatrices e inflamación26,27. Además, la formación de MEND también puede impedir la eficacia del proceso de eliminación del tatuaje al bloquear la penetración de la energía láser en las capas más profundas de la piel, limitando así el grado de fragmentación y eliminación del pigmento28. Curiosamente, observamos que la terapia con longitud de onda de 532 nm dio como resultado la formación de MEND en todos los colores de tatuajes, con fluencias que oscilaban entre 0,80 y 3,82 J/cm2, mientras que la irradiación de 1064 nm solo indujo MEND en tatuajes azules, verdes y amarillos con fluencias superiores a 3,02 J/cm2. Comprender los factores que contribuyen a la formación de MEND es crucial porque puede provocar reacciones cutáneas adversas29, que pueden afectar la comodidad y la recuperación del paciente al afectar el grado de fragmentación del pigmento y la tasa de eliminación30.

En conclusión, nuestro estudio proporciona información valiosa sobre la eficacia de un tratamiento con láser Nd:YAG de 150 ps para eliminar tatuajes recientes de diferentes colores. El uso de un tamaño de punto de 4 mm con longitudes de onda de 532 nm y 1064 nm indujo una reacción tisular más leve en comparación con el tratamiento con un tamaño de punto de 2 mm. Nuestros hallazgos también demostraron una correlación positiva entre la fluencia utilizada para el tratamiento y la eliminación del tatuaje, así como la gravedad de los efectos secundarios. Identificamos un rango de fluencia óptimo de 0,96 a 2,39 J/cm2 para eliminar tatuajes azules, verdes, rojos y amarillos con la longitud de onda de 532 nm, y de 3,02 J/cm2 para la eliminación efectiva de tatuajes negros utilizando el láser de 1064 nm.

Además, nuestro análisis histológico mostró que el tratamiento con láser induce la fragmentación de los depósitos de pigmento en los macrófagos, lo que lleva a una reducción en la densidad general del pigmento del tatuaje en la dermis. Sin embargo, factores individuales como la composición de la tinta, la profundidad del tatuaje y las características de la piel pueden afectar las tasas de eliminación y, como tal, es posible que nuestros resultados no sean aplicables a todos los tipos de tatuajes. En general, nuestro estudio destaca el potencial del tratamiento con láser Nd:YAG de 150 ps como una opción eficaz para la eliminación de tatuajes y proporciona información sobre los parámetros óptimos para lograr resultados exitosos.

Los datos presentados en este estudio están disponibles previa solicitud del autor correspondiente.

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Agradecemos la asistencia de Arvydas Rimkevičius, Ph.D por las consultas en análisis histopatológico.

Este estudio fue financiado por la Agencia Lituana de Apoyo a las Empresas (subvención nº J05-LVPA-K-04-0031). Los patrocinadores no tuvieron ningún papel en el diseño y realización del estudio; en la recopilación, análisis e interpretación de datos; o en la preparación, revisión o aprobación del manuscrito. El dispositivo utilizado en este estudio fue proporcionado por el socio del proyecto sin costo alguno para la institución.

Departamento de Biomodelos, Centro del Instituto Estatal de Investigación para Medicina Innovadora, calle Santariskiu. 5, 08410, Vilna, Lituania

Justinas Baleisis & Romualdas Rudys

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Baleisis, J., Rudys, R. Examen completo de la eliminación de tatuajes utilizando un láser Nd:YAG de 150 ps en un modelo porcino. Representante científico 13, 13062 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-40379-z

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Recibido: 12 de abril de 2023

Aceptado: 09 de agosto de 2023

Publicado: 11 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-40379-z

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