皮秒激光在皮肤美容中的临床应用进展

李梁　管晓玉　综述　白南　陈远征　审校

[摘要]随着人们生活水平和对于外表美追求的提高，解决年龄增长和外界环境因素导致的皮肤色素性病变、光老化等皮肤问题逐渐成为近些年来整形外科领域研究的热点。皮秒激光最初应用于文身的去除，发展至今也逐渐被应用于皮肤色素性疾病、光老化等皮肤问题的治疗。本文就其在治疗损容性皮肤病方面的疗效与安全性作一综述，并对其未来的研究应用进行展望。

[关键词]皮秒激光;文身;良性色素性皮肤病;色素沉着;光老化

[中图分类号]R616.4    [文献标志码]A    [文章编号]1008-6455（2021）09-0185-05

Progress in Clinical Application of Picosecond Laser in Skin Cosmetology

LI Liang1，3，GUAN Xiao-yu1，2，BAI Nan2，CHEN Yuan-zheng3

（1.Weifang Medical University，Weifang 261000，Shandong，China; 2.Medical Aesthetic Plastic Surgery Center，Linyi Peoples Hospital，Linyi Peoples Hospital，Linyi 276000，Shandong，China; 3.Department of Burns and Plastic Surgery，Linyi 276000，Shandong，China）

Abstract： With the improvement of human living standard and the pursuit of appearance beauty， skin problems such as skin pigmentation and light aging caused by age growth and external environmental factors have gradually become a hot spot in the field of plastic surgery. The picosecond laser was originally used for tattoo removal and has been developed for the treatment of light aging and skin pigmentary diseases. The efficacy and safety of the treatment of clinical skin problems are reviewed， and its future application is prospected.

Key words： picosecond laser; tattoo; benign pigmented skin disease; pigmentation; photoaging

自2012年皮秒激光被FDA批准用于文身去除和良性色素性病变治疗以来[1]，越来越多的研究显示，皮秒激光在去除文身色素方面更具优势，且副作用更小。近年来，随着美容医学的发展，皮秒激光在外源性和内源性色素去除、痤疮瘢痕治疗、光老化改善及除皱等方面也得到应用。虽然许多小的单中心研究结果已得出积极的结论，但皮秒激光治疗皮肤问题的安全性与疗效仍需要大样本数据的评估。本综述分析回顾了皮秒激光的现有数据，进一步阐明其在皮肤病学中的应用进展。

1  皮秒激光的发展

激光技术最早出现于20世纪60年代初，氩和CO2激光是早期用于文身去除和治疗色素性病变的激光，但此类激光无选择性，副作用较大[1]。20世纪80年，Anderson等[2]提出了选择性光热分解理论（Selective photothermolysis，SP），即通过光照射后产生的热效应作用于表皮或真皮中的色素颗粒，使其在瞬间吸收高能量后爆破成色素颗粒，随后被巨噬细胞吞噬并排出体外。有学者根据这一原理研制出Q开关纳秒激光器，并广泛应用于文身去除和色素性病变的治疗。但因治疗后易出现红肿、色素沉着等不良反应及复发，从而限制了其应用。为此，众多学者对激光治疗的安全性和副反应展开研究。

有研究者指出，在激光美容手术中，激光功率是有规律变化的。而脉宽，即激光功率维持在一定值时所持续的时间，就是衡量其变化周期的标准。为了减轻高能量激光对周围组织的损伤，保证激光治疗的安全性和有效性，在治疗过程中应尽可能缩短脉宽[3]。于是在上世纪90年代，利用极短脉宽产生的光机械效应来达到治疗目的的皮秒激光应運而生。与传统纳秒激光产生的光热效应不同，皮秒激光产生的光机械效应会产生强烈的机械应力导致靶组织爆破，使之变成更小的微细颗粒形态，从而被更好地包裹、吞噬，通过表皮及淋巴系统排出体外，且由于皮秒激光脉宽远短于黑素小体的热弛豫时间，即靶结构受激光照射后温度降低50%所需的时间（The thermal relaxation time，TRT），组织吸收的激光能量将更好地被限制在目标球团中，对周围结构和血管的破坏也将被最小化[4]。作为一种旨在减少热效应引起的红肿疼痛和激光治疗后皮肤色素沉着的新技术[5]，皮秒激光在相同注量下产生的光声应力比纳秒激光产生的热应力具有更高的能量和更彻底的色素碎裂效应[6-7]。因此，在治疗过程中，皮秒激光相比纳秒激光显示出更高的安全性和有效性[8]。

2  皮秒激光的临床应用

在一个注重生活品质和外表的时代，皮秒激光用于老化、光损伤和其他皮肤疾病的临床证据和积极的结果不断增加，这不仅代表着一种技术进步，同时也意味着皮秒激光将成为新的治疗金标准[9]。

2.1 去除文身：文身一直被认为是用来通过身体表达艺术观点的一种形式。随着文身需求的日益增多，其常用的颜色也由黑色演变为越来越流行的彩色，文身去除的难度增加，人们对通过激光等方法去除文身的需求也逐渐增加。

几十年来，在纳秒范围内传输短脉冲激光能量的调Q激光器一直是去除皮肤文身的常用设备。其通过向目标区域输送脉宽小于目标组织热弛豫时间的能量，在对周围组织造成最小热损伤甚至无损伤的情况下破坏文身中的色素小体，被破坏的色素小颗粒经机体巨噬细胞和淋巴系统清除[10]。因此，短于靶区热弛豫时间的脉宽是去除色素沉着治疗的关键。然而，文身颜料的粒径为40～300nm，其对应的热弛豫时间为19.12～1 060皮秒[11]。所以，纳秒级的脉冲宽度无法将文身色素完全分解成更小的颗粒。为提高文身去除的效果，脉宽与文身色素的热弛豫时间最为接近的皮秒激光逐渐被应用。皮秒激光文身去除的主要机制是通过光热效应和光机械效应使色素团碎裂[11]。与传统纳秒激光相比，皮秒激光产生的峰值温度更高且具有更好的热限制（使所有脉冲能量在其体积膨胀之前沉积在组织中，从而限制热弹性能量从目标组织中的扩散）。皮秒脉冲有望通过更为特殊的光热效应和光机械效应向文身粒子提供最有效的热辐射，在有效清除彩色文身的同时，对周围真皮和表皮的附带损伤也大大降低[12]。目前，皮秒激光已被美国食品和药物管理局批准用于文身去除[13-14]。

Ross等[15]首次证明皮秒脉冲相比纳秒脉冲在清除黑色文身方面更具有优越性。皮秒设备自2013年上市以来，其去除文身的临床效果已经有了确凿的证据。随后的临床试验也证实了皮秒激光治疗深色色素、多色和顽固性文身的安全性和有效性[16-17]。Choi MS等[12]比较了755nm翠绿宝石激光及1 064nm和532nm双波长皮秒Nd：YAG激光在去除动物模型彩色文身方面的疗效。结果显示，532nm激光在清除红色、橙色和黄色文身方面最有效，1 064nm皮秒激光去除黑色文身最有效，755nm皮秒激光则在去除绿色、蓝色文身上表现出很好的效果，而且532nm皮秒激光，相比纳秒激光产生较少的周围组织损伤。与纳秒激光相比，皮秒激光具有去除文身能力强、副作用小等优点。

虽然皮秒激光有更好的耐受性，但患者仍应考虑激光去除文身的局限性和风险，以便做出明智的决定。根据文身的颜色和年龄将治疗方案标准化，提高文身清除率和减少治疗总次数是下一步需要考虑的关键[14]。

2.2 良性色素性皮肤病的治疗：大多数色素性疾病是以表皮或真皮中黑素小体沉积增加为组织学特点。与文身颜料相比，黑素小体具有更长的热弛豫时间，范围50～250nm[18]。皮秒激光能量会对组织产生光热/光机械联合效应，因此，对组织的整体热损伤会减少，从而减少副作用。同时能量吸收足够大，可以刺激色素降解和刺激新胶原形成，从而产生更好的临床效果[19]。

2.2.1 雀斑：雀斑是发生于面部皮肤和其他日晒部位上的黄褐色点状色素沉着斑，直径多小于5mm，边界清晰，数目不一，系常染色体显性遗传。日晒可诱发和加重皮损。2018年，王英等[20]选用80例面部雀斑患者对翠绿宝石皮秒激光与Q开关翠绿宝石纳秒激光治疗的有效性和安全性进行比较，结果显示经过1次治疗的皮秒组和纳秒组均有明显疗效，但皮秒组疗效更好，且不良反应明显轻于纳秒组。不良反应较轻的指标包括较低的疼痛评分，较短的疼痛持续时间和较低的色素沉着率。与此同时，杨翠霞等[21]选用150例门诊雀斑患者观察了Q开关755nm皮秒激光、强脉冲光以及两者联合治疗面部雀斑的疗效，通过结果观察，患者满意度调查和后期随访发现，Q755nm和IPL均能有效治疗雀斑，且未出现水疱、瘢痕、色素减退及永久性色素沉着等不良反应，Q755nm组治愈率明显高于IPL组，但是Q755nm组有4例患者于术后2～4周患处出现炎症后色素沉着（Postinflammatory hyperpigmentation，PIH），6个月内消退，故认为Q开关755nm皮秒激光治疗面部雀斑效果明显，而IPL安全性更高，两者联合能够明显提高雀斑治疗的有效性和安全性。

因此，笔者认为，相比纳秒激光和IPL，皮秒激光在治疗面部雀斑方面的疗效更值得肯定，但为减少副反应的发生及缩短误工期，在经济条件允许的情况下，可考虑皮秒激光与IPL联合疗法。

2.2.2 黄褐斑：黄褐斑被认为是一种女性激素相关性皮肤色素增加性疾病，具有遗传倾向[22]，通常影响前额、脸颊、鼻尖和下巴的皮肤。组织学研究表明黄褐斑不仅仅会出现黑素细胞的过度活跃，而且是一种光老化皮肤疾病，伴有日光性弹力组织变性、真皮肥大细胞增多和血管化增加[22-23]。黄褐斑中内皮细胞也被发现通过产生内皮素-1来刺激色素沉着[23]。

黄褐斑的标准治疗方法包括口服氨甲环酸，外用酪氨酸酶抑制剂（如：氢醌），化学剥脱、强脉冲光和激光治疗等。众多治疗方法中，激光与强脉冲光治疗一直是黄褐斑物理治疗中的重要手段，如：强脉冲光[24]，大光斑低能量Q开关激光[25]及多种剥脱性与非剥脱性点阵激光，但在治疗过程中，传统激光与强脉冲光的光热效应难以避免PHI、色素减退等不良反应，存在治疗周期长、复发率高等弊端。直到皮秒激光的出现为黄褐斑治疗提供了新选择。

有研究觀察了23例黄褐斑患者进行皮秒翠绿宝石激光点阵模式治疗的效果，治疗后结果显示，平均改良黄褐斑面积和严重指数评分（Modified melasma area and severity index score，mMASI）较治疗前明显下降，随着治疗次数的增加mMASI评分进一步降低，但治疗3次和治疗5次相比，两者差异无统计学意义。23例黄褐斑患者中，15例采用了点阵模式下6mm光斑治疗，8例采用了点阵模式下8mm光斑治疗，治疗前后的mMASI评分差异有统计学意义。但两组之间mMASI评分比较，差异无统计学意义。治疗后不良反应主要表现为轻微的红斑，6mm光斑组较8mm光斑组红斑略明显，持续30min至数小时缓解[26]。孙慧等[27]使用755nm皮秒激光对52例黄褐斑患者进行治疗，光斑直径6～8mm，能量密度0.40～0.71J/cm2，4次治疗之后，黄褐斑患者满意率高达80%，所有患者治疗后均出现轻到中度的红斑，冷喷或冰敷后均能在1～2h内消退，且长期随访未发生瘢痕形成、继发感染及色素加深等不良反应。值得注意的是，有研究者指出，应用755nm皮秒翠绿宝石激光其点阵手具采用FOCUSTM衍射透镜微阵列技术（Diffractive lens array，DLA），可以进一步提高治疗有效性，同时减少周边组织损害，保证治疗的安全性[28]。而与使用DLA的755nm皮秒激光相比，使用全息光学的皮秒532nm和1 064nm Nd：YAG激光则会造成更多的血管损伤和皮肤出血[29]。血管损伤可进一步导致炎症和黑色素生成，从而增加PIH的发病率。因此，在治疗黄褐斑的过程中，对模式、能量和手具的选择都应慎重。

2.2.3 脂溢性角化病：俗称“老年斑”，是常见的良性表皮病变。因其表面呈蜡状、疣状，或有油腻感，被称为脂溢性角化病[30]。可出现在除手掌、足底和黏膜外身体的任何部位，给患者带来极大的困扰。

脂溢性角化病的治疗多种多样，传统方法有药物、冷冻、化学剥脱、刮除以及手术等。但均易出现疼痛、红斑及出血等不良反应[31]。因此，脂溢性角化病的治疗需因人而异，科学对待。在早期光滑或略凸起的皮损治疗中，755nm翠绿宝石和532nm激光的治疗效果已被肯定，但超皮秒532nm激光相较于传统调Q激光具有更低的能量，能够大大降低脂溢性角化病治疗时的疼痛程度;其较短的脉宽，也使得激光作用于靶组织上的时间极短，光热作用极少，大幅减少了治疗中对周围组织的损伤，降低了PIH的风险[32]。而对于皮损高度明显高于表皮或颜色较浅的增生性皮损，皮秒级激光则不具优势，其穿透作用较浅，难以一次性清除较厚的皮损，常需多次治疗，因此，会增加患者经济负担，延长治愈时间。超脉冲二氧化碳激光磨削则有效避免了这一问题，可以达到一次性治疗的效果。但因其对皮肤损伤明显，术后护理要求较高，表皮修复时间、红斑期均长，且有时会留有表皮轻度凹陷，影响外观。所以，即使是对同一患者的不同皮损也应采取两种方法进行科学治疗[33]。

2.2.4 太田痣：多发于亚洲人种，其组织学特征是细长的树突黑素细胞分散在真皮的上部和中部[21]，在面部呈现蓝黑色斑块。Chestnut C等[34]研究认为皮秒755nm紫翠宝石激光治疗太田痣患者的疗效优于调Q激光器，研究结果表明对于调Q激光难以清除的顽固性色素，皮秒755nm紫翠宝石激光显示出较好的清除效果，且无不良事件发生。这一结果表明，尽管Q激光器的脉宽小于真皮黑素小体的50～250ns热弛豫时间，进一步缩短脉宽仍可以提高疗效，由于皮秒激光脉宽远短于黑素小体的热弛豫时间，皮肤吸收的能量將被更好地限制在靶组织中，从而产生更强的机械应力和更彻底的爆破效应。随后，贾高荣等[35]选择了49例太田痣患者应用皮秒翠绿宝石激光进行治疗，通过对临床特征、治疗效果、不良反应及疗效影响因素等进行分析，认为皮秒翠绿宝石激光治疗太田痣疗效较好，安全性较高。

除了以上皮肤疾病的治疗，皮秒激光也被用于治疗其他皮肤色素沉着性病变，如：颧部褐青色痣[36]、皮肤银质沉着病[37]和米诺环素诱导的皮肤色素沉着[38]等。但对于贝克痣和霍利斑患者，只有25%～49%的患者出现了正常的清除反应[4]。

2.3 改善皮肤光老化：皮肤光老化除了年龄因素外，与日积月累的紫外线辐射[长波紫外线辐射（Ultraviolet A， UVA）和中波紫外线辐射（Ultraviolet B， UVB）] 相关。辐射导致皮肤出现皱纹、松弛和色素分布不均等症状。随着人们生活水平的提高以及老龄化人口的增多，皮肤光老化问题也越来越被关注。

皮秒激光已应用于嫩肤和痤疮瘢痕治疗，组织学观察显示治疗部位的弹性纤维和胶原明显增加。光机和光热效应对胶原转化的影响是治疗光老化的关键[7]。Tanghetti等[39]通过组织学和共聚焦成像，观察光机械效应在皮肤表皮和真皮层中会出现空泡，即光致空泡效应（Laser-induced optical breakdown，LIOB），此效应能直接激活表皮的损伤修复机制，引起胶原蛋白、弹力纤维及黏蛋白的新生和重组，从而达到嫩肤效果。

已有的研究证明，以皮秒755nm翠绿宝石激光与DLA联合治疗面部皮肤光老化，色素沉着、皱纹以及角化症均有所改善，此外还具有紧致皮肤的功效。且该治疗仅伴有短暂的红斑、水肿和中度治疗相关疼痛等副作用[28，40-41]。而在Haimovic等[42]的研究中，也验证了755nm皮秒激光和DLA治疗56例IV～VI型皮肤痤疮瘢痕（肥大和萎缩）、皱纹和色素沉着病变的安全性。随后，Monica等[43]比较了755nm皮秒激光与非剥脱性1 927nm点阵激光治疗皮肤色素沉着和老化的效果显示，755nm组对治疗结果的总体满意度、疼痛等副作用以及皮肤和面部老化的分层测量得分显著高于1 927nm组。值得注意的是，以上皮秒激光的临床应用中，常采用蜂巢模式进行治疗，755nm皮秒激光的FocusTM蜂巢透镜由每平方厘米超过一百个微透镜组成，可以将皮秒脉冲重新分布成高度集中的光束，在表皮层产生众多微热损伤区域，有效减少面部皱纹。使真皮上层的弹力纤维更紧密，中下部的胶原蛋白也显著增加，从而改善皮肤颜色和质地，对皮肤光老化起到治疗作用[44]。

综合分析以上研究结果，皮秒激光在治疗皮肤光老化问题具有积极的疗效。同时由于755nm皮秒激光治疗皮肤光老化过程中误工期短、安全性高，因此更能满足当代社会快节奏的求美需求。

3  展望

皮秒激光应用于文身色素去除已有显著疗效，而且其临床应用领域也正在不断扩展，这为皮肤问题的解决提供了新的治疗策略。目前的应用范围除了去除文身，还包括痤疮瘢痕、良性色素沉着病变、其他色素沉着和光老化等。在现有针对皮秒激光应用的研究中，患者的满意度和临床效果对于这些具有挑战性的情况是令人欣慰的，这与其较少的副作用和良好的临床疗效密切相关。当然，皮秒激光的推广需要更有力的临床研究来评估其在不同皮肤问题和个体中应选择的脉冲持续时间、能量及次数等。随着皮秒设备的持续发展，相信皮秒激光还会有更多的开发和应用。

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[收稿日期]2020-07-27

本文引用格式：李梁，管曉玉，白南，等.皮秒激光在皮肤美容中的临床应用进展[J].中国美容医学，2021，30（9）：185-189.