Erst Pico-, dann Nano-Laser? Gibt es eine sinnvolle Reihenfolge bei der Tattooentfernung?

Gleich mal vorne weg – nicht die Reihenfolge der Lasersystem-Varianten entscheidet über den Erfolg einer Tattooentfernung, sondern was genau in der Haut deponiert wurde und warum es nach mehreren Behandlungen noch immer da ist. Wer das weiß und verstanden hat, braucht keine Glaubenssätze wie „am Ende immer Nano“ oder „Pico ist sowieso besser“.

Ein lauter Instagram-Post über 22 Laser-Sessions für eine Tattooentfernung mit Pico-Laser

Auf Instagram beschwerte sich kürzlich eine Userin über den Fall einer zuvor fremdbehandelten Kundin, die bereits über 22 Laser-Behandlungen mit einem Pikosekunden-Laser hinter sich zu haben schien. Zum Ende hin sah sie kaum noch Behandlungsfortschritte und wechselte daraufhin die Laser-Praxis.

Die recht energisch in die Handy-Cam posaunte Schlussfolgerung der Userin lautete nach „it makes me actualy so mad“ dazu, dass in den finalen Laser-Sitzungen immer ein gütegeschalteter Nanosekundenlaser von Vorteil, wenn nicht gar notwendig wäre.

Dieser Fall hier taugt natürlich nur als Beleg für unser frisches 2026er Jugendwort Ragebait, aber weder für noch gegen eine strikte Pico-Nano-Reihenfolge. Dass eine Laser-Praxis nach ihrer Aussage unbedingt in beide Laser-Varianten investieren müsse, ist als Behauptung nett für den Laser-Verkäufer, sagt sich aber auch leicht, wenn man selbst doch einen Pico-Laser im Einsatz hat, der auch Nano-Impulse aussenden kann.

Es gibt leider kein vorher-Bild zum Tattoo, und niemand weiß mit welchem Lasersystem die Kundin bisher genau behandelt wurde. Somit weiß auch keiner wie viel Pigment als Tattoo-Motiv ursprünglich in der Haut deponiert war.

Wir haben auch keine Infos darüber wie alt die Tätowierung und die enthaltenen Tattoo-Pigmente gewesen sein könnten oder wie tief und dicht es gestochen wurde.

20+ Behandlungswiederholungen sind, mal ganz ehrlich, auch beim Einsatz eines Pikosekunden-Lasers nichts Ungewöhnliches und können selbst bei reinem Blackwork und entsprechender Motiv-Größe oder Pigment-Intensität rasch zusammenkommen.

Dass ein Pico-Laser ein Zauberstab sei, der für jede Tätowierung nur eine Handvoll Behandlungen braucht, ist derweil mehr ein Verkaufsversprechen und keine Laser-Physik.

Folgende Fragen dahinter sind trotzdem berechtigt: Wann ist welche Laserimpuls-Dauer sinnvoll, und gibt es eine bessere Reihenfolge, wenn eine Praxis beide Laser-Systeme hat?

Um diese seriös zu beantworten, muss man verstehen, was im Pigment eigentlich beim lasern passiert.

Zwei Fragen zur Laser-Energie und Pigment-Reaktion, die alles entscheiden

Jede Laserbehandlung eines Tattoos lässt sich auf zwei Fragen zurückführen und es geht dabei nicht um die Behandlungskosten.

Die erste Frage lautet: Wo landet die abgegebene Laser-Energie überhaupt genau?

Die gepulste Laserlicht-Energie muss bei der Hautbehandlung nicht nur durch die Epidermis (oberste Hautschicht, ca. 0,03 bis 0,1 mm dick) bis in die Dermis (mittlere Hautschicht, ca. 0,6 bis 4 mm dick), wo die Tattoo-Pigmente als Ziele lagern.

Auch wenn sie hochenergetisch sind, werden Lichtteilchen (Photonen) aus gepulsten Lasern auf ihrem Weg bekanntlich gestreut, gebrochen, reflektiert, teilweise absorbiert und erreichen das anvisierte Tattoo-Pigment dann nur noch mit dem kläglichen Rest der eigentlichen Energie-Dichte. Wenn sie nicht gar am Pigment vorbei schippern.

Je mehr Hindernisse sich auf dem Impuls-Weg aus dem optischen Laser-Resonator über Spiegel, durch Optiken und Linsen, aus dem Laser-Handstück, durch Staub in der Luft, Haare und sonst noch was bis in tiefere Lagen der Haut befinden, desto mehr Photonen und Energie gehen auf dieser Strecke verloren.

Die zweite Frage lautet: Wie zerbricht das Tattoo-Pigment-Partikel überhaupt genau, wenn die Laser-Energie endlich angekommen ist?

Für diese Antwort ist entscheidend, wie kurzpulsig die Laser-Energie geliefert wird. Genau hier unterscheiden sich Nano- und Pikosekunden-Laser voneinander.

In der Forschung werden beide Fragen mit unterschiedlichen Werkzeugen bearbeitet. Lichttransport-Simulationen (Monte-Carlo-Simulation) beantworten die erste. Fragmentierungs-Modelle wie das hier gleich folgend von Ho et al. die zweite.

Ein Modell, das beides durchgehend verknüpft, gibt es bislang leider noch nicht.

Thermoschock oder Hammerschlag für die Tattooentfernung mit Laser

Das Grundprinzip der Laser-Tattooentfernung heißt seit 1983, dank Rox Anderson und John Parrish, selektive Photothermolyse.

Licht einer zur Tattoo-Pigmentfarbe möglichst passenden konträren Wellenlänge wird vom Tattoo-Pigment stärker absorbiert als vom umliegenden Hautgewebe. Ein ausreichend kurzer Laser-Impuls hält die Wirkung im Ziel.

Die Bezeichnung klingt nach Hitze. Bei professionellen gütegeschalteten (Q-switched, QS) Nanosekunden-Lasern ist die Temperatur aber nur ein Teil der Geschichte.

Die Fragmentierungsmodelle von Ho et al. (2002) zeigen, dass die Tattoo-Pigment-Partikel an inneren Spannungen zerspringen und angenommene Schmelztemperaturen gar nicht erst erreicht werden.

Zwei Zeitkonstanten erklären, was im Pigment-Partikel passiert. Die Thermische-Relaxations-Zeit (TRT) gibt an, wie schnell ein erhitztes Partikel seine Wärme an die Umgebung abgibt.

Die Stress-Relaxations-Zeit (SRT) gibt hingegen an, wie schnell eine Druckwelle das Pigment-Partikel durchläuft und wieder verlässt.

Ist der Laser-Impuls kürzer als diese beiden Zeiten, bleiben Wärme beziehungsweise Druck im Pigment-Partikel eingeschlossen.

Die Fachbegriffe dafür sind Thermal Confinement und Stress Confinement. Kasai (2017) schätzt die SRT von Tattoo-Pigmenten auf knapp unter 1 Nanosekunde (ns).

Ein Nanosekunden Laser-Impuls ist mit seinen Milliardsteln einer Sekunde dabei kurz genug, um die Wärme im Partikel zu halten, aber zu lang, um den Druck einzuschließen.

Das Tattoo-Pigment-Partikel erhitzt sich schlagartig, dehnt sich aus und reißt, ähnlich wie ein kaltes Glas unter heißem Wasser durch den Temperaturschock springt.

Ein Teil der Laser-Energie geht dabei in die Erwärmung der Umgebung und in Dampf- und Kavitations-Blasen auf.

Ein Pikosekunden Laser-Impuls ist kürzer als die SRT des Pigments

Die Billionstel Sekunden kurze Pikosekundenlaser Impuls-Energie steckt dabei im Tattoo-Pigment-Partikel, bevor der Druck überhaupt entweichen kann. Wie bei einem Hammerschlag auf eine Glasscheibe, der schneller ist, als sich die Kraft verteilen kann.

Das Pigment-Partikel zerbricht photomechanisch, und ein Pico-Laser kommt für dieselbe Wirkung auch noch mit weniger Energiedichte aus als ein Nano-Laser.

Wie groß der photomechanische Anteil auch beim Nano-Laser ist, wird in der Literatur unterschiedlich beurteilt.

Ho und sein Forscher-Team sehen auch hier vor allem Spannungskräfte am Werk, Kasai beschreibt den Nano-Effekt als überwiegend photothermisch.

Einig sind sich beide darin, dass kürzere Laser-Impulse bei gleicher Energie Tattoo-Pigmente effizienter fragmentieren.

Der Unterschied zwischen Nano und Pico ist deshalb weniger eine Frage von „thermisch gegen mechanisch“ als eine Frage der „Effizienz“.

Für alle die sich wundern, dass Pico-Whitening/-Frosting kleinere oder gar weniger Kavitations-Blasen erzeugen, dürfte das hier jetzt eventuell ein Aha-Effekt sein.

Beobachtung aus der Laser-Praxis, sehen viele Laser-Anwender beim Pico-Laser ein feineres oder schwächeres Frosting. Also weniger oder kleinere Gasblasen in der Haut.

Sichtlich nachweisbar ist das vor allen Dingen auch über Histologie. Die Laser-Vakuolen in der Dermis werden mit steigender Impuls-Dauer größer und sind beim Pico-Impuls sehr viel kleiner als beim Nano-Impuls. Der Trend zeigt sich im Elektronenmikroskop sogar schon zwischen 750 ps und 2 ns (Kato et al. 2020).

Wer derweil seine Pico-Energie hochdreht, um seine vertrauten und gut sichtbaren Nano-Kavitations-Blasen zu erzeugen, sollte das lieber nochmal überdenken.

Kavitations-Blasen zeigen vor allem Gasbildung durch Erwärmung und nicht automatisch bessere Pigment-Fragmentierung an. Mit erhöhten Laser-Energie-Parametern steigen aber vor allen Dingen die Risiken für dicke Blasenbildung und andere Kollateralschäden.

Hinzu kommt ein Effekt, der oft unterschätzt wird. Die Gasblasen des Frostings entstehen im Gewebewasser rund um die wuchtartig erhitzten Pigmentteilchen und reflektieren und streuen das Licht stark. Solange sie bestehen, schirmen sie tiefer darunter liegendes Pigment also vom nächsten Laser-Impuls ab.

Mehr Frosting bedeutet also nicht nur mehr Wärme, sondern auch mehr Abschirmung. Bei der R20-Methode von Kossida et al. (2012) wird deshalb zwischen vier Durchgängen jeweils 20 Minuten gewartet, bis das Frosting / Whitening abgeklungen ist.

Wichtig ist dabei, dass TRT und SRT Obergrenzen für die Laserimpuls-Dauer sind

Ein Laser-Impuls muss kürzer sein als diese TRT- / SRT-Zeiten. Ein Pico-Impuls von einigen hundert Pikosekunden schließt Wärme und Druck also auch in einem großen Tattoo-Pigment-Partikel oder -Agglomerat ein.

An der Impulsdauer scheitert der Pico-Laser bei großen Pigmentmengen deshalb nicht. Woran er scheitern kann, ist seine Energie.

Ist ein Tattoo-Pigment-Partikel oder -Agglomerat im Durchmesser doppelt so groß wie ein anderes, hat es das achtfache Volumen und braucht entsprechend mehr Laser-Energie, um zu zerbrechen.

Bei dicht beieinander liegenden Pigmenten teilen sich zudem viele Partikel dieselbe Laser-Energie. Die zuerst getroffenen und oberen Lagen fangen einen Teil davon ab, bevor der Impuls mit seinen Photonen tiefer vordringt. Entscheidend ist hier die Energiedichte. Also die Energie pro Fläche.

Licht besteht bekanntlich aus schon erwähnten Photonen. Winzigen Energieteilchen, die man sich gepulst wie Pfeile vorstellen kann. Jeder Laser-Impuls schickt eine bestimmte Menge davon in die Haut.

Verteilt sich dieselbe Menge an Photonen-Pfeilen auf einen größeren Laser-Spot, treffen auf jeden Quadratzentimeter weniger Pfeile. Genau das beschreibt die Laser-Energiedichte.

Ein Laser-Spot mit 5 mm Durchmesser hat fast die dreifache Fläche eines 3 mm Spots. Die Energiedichte sinkt bei gleicher Energie-Einstellung pro Impuls also auf rund ein Drittel, wenn man nur die Laser-Spotgröße am Fokus-Handstück von 3 auf 5 mm vergrößert.

Für dieselbe Wirkung bräuchte der größere 5 mm Laser-Spot also fast die 3-fache Energie pro Impuls.

In der Haut fliegen diese Photonen-Pfeile allerdings nicht einfach nur geradeaus. Sie prallen an Zellen und Fasern ab und ändern ständig die Richtung.

Bei einem kleinen Laser-Spot gehen dadurch viele Photonen seitlich verloren, bevor sie bis in die tiefe Haut kommen. Bei einem großen Laser-Spot wird dieses Laser-Licht, das seitlich heraus gestreut wird, durch Licht ausgeglichen, das aus benachbarten Bereichen wieder hineingestreut wird.

Nur am Rand fehlt eben dieser Licht- oder Photonen-Nachschub, und bei einem kleinen Spot ist eben fast alles Rand.

Deshalb erreicht beim großen Laser-Spot auch mehr Licht bzw. mehr Photonen die tieferen Hautschichten. Allerdings nur bis zu einer gewissen Grenze. Ab einer zu großen Spotgröße bringt ein noch größerer Durchmesser kaum zusätzliche Tiefe noch geeignete Energie dorthin.

Auf seinem Weg in die Haut passiert mit jedem Photon eines von 4 Dingen

Ein kleiner Teil, je nach Hautbeschaffenheit, Feuchtigkeit und Einfallswinkel etwa 2 bis 7 %, wird schon an der Hautoberfläche reflektiert und gestreut (Anderson & Parrish 1981; Gajinov et al. 2010). Diese Photonen dringen also nie in die Haut ein.

Hierbei spielt übrigens auch die Laserlicht-Wellenlänge und vor allen Dingen die zu lasernde Hautfarbe (nicht der Hauttyp) eine sehr wichtige Rolle. Je heller die Haut, desto mehr Remission, also in alle Richtungen und ungenutzt zurückgestreut.

Der Großteil der Photonen dringt derweil in die Haut ein, wird dort aber als gleich von unzähligen Atomen (Zell-Strukturen und Kollagenfasern), auf die sie treffen, gestreut. Sie prallen also an Zellen und Fasern ab und verändern in unterschiedlichsten Winkeln ihre Richtungen.

Im sichtbaren und nahen Infrarotbereich ist diese Streuung allerdings um ein Vielfaches stärker als die eigentlich gewünschte Absorption.

In Messungen an fast 200 Personen wurde ein Photon bei 1.000 nm im Mittel etwa 100- bis 200-mal gestreut, bevor es absorbiert wurde (Kono & Yamada 2019).

Gemessen wurde dies allerdings ausschliesslich an Japanern, was Erkenntnisse für unterschiedliche andere Hautfarben sehr einschränkt.

Ein Teil der Photonen wird natürlich absorbiert. Im besten Fall vom Tattoo-Pigment, aber auch vom Melanin und Blut (Hämoglobin) in der Haut, wobei ebenfalls die jeweilige Laser-Wellenlänge und Hautfarbe ihre Rollen spielen.

Der weiterer Anteil der Photonen läuft an den Pigmenten vorbei in die Tiefe oder wird nach vielen Ablenkungen, wie eben beschrieben wieder aus der Haut heraus gestreut.

Dies übrigens auch neben dem bestrahlten Hautbereich. Messverfahren für die optischen Eigenschaften der Haut nutzen genau dieses seitlich austretende Licht für ihre Werte. Gerne mal nach „Diffuse Optische Tomographie (DOT)“ googeln.

Bemerkenswert ist, wie viel Energie alleine durch Streuung und Rückstreuung bei einem Laser-Impuls in Hautgewebe verloren gehen kann. Im Nahinfrarot-Bereich (NIR, 1064 nm und 755 nm) geht man von bis zu 60% aus.

Wie viel Laser-Licht am Ende wo ankommt, lässt sich in der lebenden Haut nicht direkt messen. Forscher berechnen es deshalb mit der sogenannten Monte-Carlo-Simulation, woher auch diese eben erwähnten bis zu 60% Energie-Verlust stammen.

Der Computer verfolgt dabei Millionen einzelner Photonen auf ihrem zufälligen Zickzack-Weg durch ein Haut-Modell und zählt, wo sie absorbiert werden.

Ein Laser mit wenig Energie pro Impuls muss also den Spot klein halten, um genug Energiedichte zu erreichen, und verliert dadurch an Tiefenwirkung.

Anhand der Grafik oben dürfte aber vielleicht auch klarer werden, dass man Laserbehandlungen zur Tattooentfernung mit kleinerem Spot beginnt und im weiteren Verlauf vergrößert, will man Rest-Pigment und Fragmente tiefer in der Dermis behandeln.

Genau hier liegt traditionell jetzt allerdings die Stärke des Nanosekunden-Lasers.

Er liefert mehr Energie pro Impuls und kann damit dichte Pigmentlagen auch mit größeren Spots in der Tiefe bearbeiten. Also genau umgekehrt von Ragebait von oben.

Wobei neuere und moderne Pico-Systeme diesen Technik-Abstand inzwischen deutlich verkleinert haben.

Wie groß sind eigentlich Tattoo-Pigmente? Über Primärteilchen, Agglomerate und die Van-der-Waals-Kräfte

Die Laser-Physik und -Medizin rechnet gerne mit einzelnen Tattoo-Pigment-Partikeln in Größen von 40 bis 300 nm. In der Haut liegt ein Tattoo-Pigment-Partikel aber selten einzeln vor.

Die Pigmentologie und ihre Technik unterscheidet dabei Primärteilchen, Aggregate (fest miteinander verwachsen) und Agglomerate (lose zusammengelagert). Alles Begriffe nach DIN EN ISO 18451-1:2019-09.

„Große“ Pigmente? Über Van-der-Waals-Kräfte oder warum Pigment klumpt

Groß ist im Zusammenhang mit Pigmenten für Tätowierfarben natürlich erstmal relativ. Man muss sich nur mal vorstellen, dass 1 Nanometer (nm) zu 1 Meter (m) als Größeneinheit (nicht Zeit) im Verhältnis von einer Haselnuss zum Planeten Erde steht.

Bei vielen Pigmenten, etwa Carbon Black, sind die eigentlichen Primärteilchen noch kleiner. 40 nm, 150 nm, 300 nm oder größere Teilchen sind deshalb meist keine einzelnen Pigmente, sondern Pigment-Grüppchen. Oder nach dem Laserbeschuss Fragment-Grüppchen.

Diese sogenannte Agglomerate werden im Wesentlichen durch die Van-der-Waals-Kräfte zusammengehalten. Das sind schwache Anziehungskräfte, die zwischen allen Teilchen wirken, wenn sie sich sehr nahe kommen.

Doch berücksichtigt werden sollte hier bei der Größenfrage auch, dass alte Pigmente aus dem Künstlerbedarf in Tattoo Tinten um ca. 1990 vergleichsweise riesig zu den jetzigen klitzekleinen modernen Hightech-Partikeln in REACH-konformen Tattoo Inks sind.

Darum spielt die oft unterschätzte Frage nach dem Alter einer Tätowierung aber auch so eine große aber unterschätzte Rolle bei der Laser-Tattooentfernung. Ein 30 oder 40 Jahre altes Tattoo funktioniert unter dem Laser anders als moderne junge Tätowierungen oder Permanent Make-up.  

Bei solchen Nano-Partikeln wirken VdW-Kräfte jedenfalls generell stark, weil diese im Verhältnis zu ihrem Gewicht eine riesige Oberfläche besitzen. Wie ein Klettverschluss, bei dem ein einzelnes Häkchen kaum etwas hält aber tausende zusammen bombenfest sitzen.

Aus dem Alltag kennt man den Klümpchen-Effekt z.B. von Puderzucker oder Mehl, deren Partikel mit der Zeit solche Agglomerate bilden.

Je kleiner die Pigmentpartikel aber sind, desto tiefer und intensiver wirkt in der Regel ihre Farbe. Die Profis unter den Tätowierfarben-Herstellern mixen zudem kleine und kleinst Pigmente dann auch noch.

In der Tätowierfarbe selbst verhindert sogenanntes Dispergiermittel als Additiv, dass die Pigmentpartikel verklumpen oder sich absetzen. Es hält sie also auf Abstand, in dem es sich um die Pigmente herum legt.

Nach dem Stechen einer Tätowierung baut der Körper diese flüssigen Bestandteile der Tätowierfarbe im Heilungsprozess ab und transportiert sie aus dem Organismus.

Damit fällt aber diese Stabilisierung mit der Zeit weg, und die Pigment-Teilchen lagern sich aufgrund der Van-der-Waals-Kräfte wieder zusammen. Sie re-agglomerieren also.

„Ein Tattoo ist kein statisches Bild, sondern ein lebendiges Pigment-Archiv in der Haut. Die Physik und Chemie der Pigmente entscheiden darüber, wie stetiges UV-Licht und der Laser nach Jahrzehnten darauf antworten.“ Zitat: Dipl.-Ing. (FH) Michael „Michl“ Dirks.

Dazu kommt noch die Biologie. Fresszellen des Immunsystems, die Makrophagen, nehmen die Pigmente auf und parken sie vollgefressen an Ort und Stelle ab. Sterben die Zellen (bis zu 100 Tage Lebensdauer), geben sie ihre Pigment-Partikel frei, und neue Makrophagen nehmen sie wieder auf.

Diesen Kreislauf haben Baranska et al. (2018) an Mäuse-Schwänzchen und -Öhrchen gezeigt. Die berühmte Marseille-Studie. Zusätzlich tragen übrigens auch Fibroblasten, die Bindegewebszellen der Haut, Tattoo-Pigmente.

Ein Tattoo lebt also wortwörtlich in seiner Trägerin oder Träger, und seine Pigmente werden über die Jahre immer wieder umgepackt und umgeparkt. Dass sie dabei erneut verklumpen, ist physikalisch plausibel. Bisher hat dieses Phänomen in der menschlichen Haut über Jahre hinweg leider noch niemand gemessen.

Das Spektakuläre am lebendigen Tattoo ist eigentlich, dass es ohne die stetige Arbeit der Gewebezellen auf Dauer gar nicht existieren könnte, da sich die Haut stetig von innen nach außen erneuert und jeder Anker oder Rose irgendwann im Staubsauger landen würde.

Belegt ist aber, dass es diese Pigment-Klumpen gibt. Grant et al. (2015) fanden in der Haut einzelne Pigmentteilchen von etwa 40 bis 60 nm Größe. Aber auch Agglomerate, die größer sein können als die Hautzellen selbst. Untersucht wurde hier allerdings nur eine einzige schwarze Tattoo-Tinte.

Easter Egg Suche: Wer wissen will, welche Tattoo Ink untersucht wurde, findet die Lösung im Grant-Paper.  

Tattoo-Forscherin Katrina Hutton Carlsen hat 2020 zusammen mit Georg Larsen und Jørgen Serup solche Pigment-Agglomerate in Dänemark mal in unbenutzten und 2 Jahre alten offenen Tattoo Ink Fläschchen gemessen. Bei schwarzen Tätowierfarben waren die Pigment-Agglomerate (≥ 800 nm) größer und runder, dafür aber weniger zahlreich als in roten.

Die stärkere Pigment-Verklumpung in schwarzer Tätowierfarbe liegt an der Verwendung von Carbon Black (Industrie-Ruß), dessen winzige Nanopartikel physikalisch bedingt extrem stark zur Bildung großer, runder Agglomerate neigen. 

Größere rote Nano-Partikel-Pigmente hingegen besitzen eine andere chemische Struktur und Oberflächenladung, weshalb sie sich in der Trägerflüssigkeit weniger stark und kompakt zusammenballen.

Diese großen schwarzen Agglomerate können Makrophagen nur schwer aus der Dermis abtransportieren. Sie bleiben eher liegen, was laut Carlson und Kollegen die Bildung von Knötchen (Granulomen) begünstigen und sogar eine Sarkoidose auslösen kann. Zum Glück eher selten, aber gerade bei Blackwork Tattoos ein Thema. 

Dazu kommt obendrauf noch, dass sich die jeweiligen Ink-Rezepturen stark unterscheiden können. Dabei sind 800 nm und größere schwarze Ziel-Objekte nicht nur im Bereich von Tusche-Pigmenten, sondern echt gutes Laser-Futter.

Pigmentanteil, Dispergiermittel und Mahlgrad der Pigmente variieren zwischen Herstellern und ihren Tätowierfarben, und die Carlsen-Studie hat das hier leider nicht aufgeschlüsselt noch analysiert. Die Autoren schränken dabei selbst noch ein, dass Flaschengröße und Lagerung das Ergebnis verfälscht haben könnten.

Für die Laser-Anwendung hat das ganze nun zwei wichtige Folgen

Erstens zielt der Laser-Impuls eigentlich nie auf ein einzelnes Pigment-Partikel, sondern immer auf gleich mehrere Pigment-Agglomerate und vollgefressene Makrophagen, also Klumpen.

Rechnet man die Relaxationszeiten aus Choi et al. (2018) auf größere Durchmesser hoch, käme ein Pigment-Klumpen von 1 µm (Mikrometer) auf etwa 12 ns und einer von 3 µm auf etwa 100 ns.

Diese Hochrechnung stammt von uns, nicht von den Autoren, und sie behandelt das Pigment-Agglomerat vereinfacht wie ein einziges festes Teilchen.

Sie erklärt aber vor allen Dingen, warum Nanosekunden Laser-Impulse bei jüngeren, frischen und / oder dichten Tätowierungen mit prall gefüllten Depots voller großer, dicker Pigment-Agglomerate gut funktionieren.

Hinzukommt das, was wir „Pigment-Fragmentierung“ nennen. Vermutlich ist es nur das Auseinanderbrechen von Klumpen und nicht das Zerbrechen der einzelnen Pigmente.

Ob die Pigment-Bruchstücke nach dem Laser-Treffer wieder als Agglomerat zueinanderfinden, ist bisher eine offene Frage. Sicherlich werden sie aber von neuen Makrophagen eingesammelt. Die spielen bei der ganzen Prozedur ja auch noch stetig mit.

Was die Tattoo-Laser-Studien uns bisher zeigen und was nicht

Keine Laser-Studie hat bisher untersucht, ob erst ein Nano- und dann ein Pico-Laser besser und effektiver bei der Tattooentfernung ist oder umgekehrt. Zumindest haben wir selbst und mit Unterstützung der KI keine finden können. Auch der direkte Vergleich beider Impulsdauern (z.B. über Zwei-Seiten-Studien) ist dünner, als das ein oder andere Marketing-Sätzchen es vermuten lässt.

Die folgende Tabelle zeigt chronologisch nun die relevantesten und von uns für diesen Beitrag hier kuratierten Arbeiten, woran getestet wurde und was sie fanden:

Studie	Untersucht an	Tinte	Laser-Einstellungen	Ergebnis
Ross et al. 1998	Tattoos in menschlicher Haut	nicht angegeben	35 ps vs. 10 ns, 1064 nm, 0,65 J/cm², 1,4-mm-Spot	12 von 16 Tattoos unter Pico stärker aufgehellt
Ho et al. 2002	Computer-Simulation	Modell aus Graphit	berechnet	Pigment zerbricht durch Druck, beste Impulsdauer 10 – 100 ps
Pinto et al. 2017	21 Personen, 30 schwarze Tattoos, randomisiert und verblindet	nicht angegeben	Pico vs. Nano, beide Nd:YAG 1064 nm, zwei Sitzungen	Aufhellung gleich, Schmerz mit Pico-Laser deutlich geringer (3,8 vs. 7,9 von 10)
Lorgeou et al. 2018	49 Personen, Split-Tattoo, randomisiert, verblindete Auswertung, 71 % mit Nano-Laser vorbehandelt	nicht angegeben	enlighten Pico Nd:YAG 750 ps bzw. PicoWay 450/375 ps. Nano VersaPulse 5 ns, 1064/532 nm, 2 – 8,4 J/cm², 1 – 4 Sitzungen	Über 75 % Aufhellung bei 33 % (Pico) vs. 14 % (Nano). Laut Autoren klinisch kein großer Unterschied
Choi et al. 2018	Meerschweinchen-Studie, 4 Wochen alte Tattoos	Intenze, 6 Farben	Nano: Helios, 10 ns. Pico: PicoSure und PicoWay, 375-750 ps. Eine Sitzung	Pico-Laser bei Farben wirksamer und schonender, bei Schwarz per Farbmessgerät ähnlich wie Nano-Laser. Nur 2 Tiere pro Gruppe
Kato et al. 2020	42 Personen, unbehandelte Tattoos, retrospektiv, ohne Kontrollgruppe	nicht angegeben	enlighten: erst 2 ns, dann 750 ps bei abnehmender Pigmentdichte. 1064/532 nm	Weniger Sitzungen als vom Kirby-Desai-Score vorhergesagt. Im Elektronenmikroskop Tinte bei 750 ps feiner verteilt
Glockner & Kopera 2022	7 Personen, 11 Tattoos (7 schwarz, 4 bunt)	nicht angegeben	Nano: Rubin 694 nm. Pico: Nd:YAG 1064/532 nm. Pulsdauer und Energiedichte nicht angegeben	Nach einer Sitzung Punktwertung schwarz 13 zu 4, bunt 4 zu 2 für Nano-Laser
Golmajer Zima et al. 2023	Freiwillige	nicht angegeben	5 ns/3 J/cm² vs. ca. 350 ps/1,3 J/cm², 1064 nm	Test einer Messmethode, kein Vergleich, wer besser ist

Jede dieser Arbeiten hat ihre Grenzen und relevante Limitierungen. Ross et al. arbeiteten 1998 als Beispiel mit einer Energiedichte, die weit unter heutigen Laser-Leistungen und Behandlungs-Einstellungen liegt.

Choi et al. behandelten sehr frische Tattoos an Tieren, was sich – wie üblich – nicht so einfach auf gut gereifte Tätowierungen beim Menschen übertragen lässt.

Glockner und Kopera verglichen zwei Laser mit unterschiedlichen Wellenlängen und bewerteten nur eine einzige Laser-Behandlung.

Lorgeou et al. fanden in ihrer randomisierten Split-Tattoo-Studie unter Pico deutlich mehr Tattoo-Hälften mit über 75 % Aufhellung als unter Nano. Die Autoren selbst bewerten den Unterschied aber als klinisch nicht groß, bei etwa doppelt so hohen Kosten für die Pico-Laser. Sie erklären das mit einem sehr effektiven 5-ns-Laser auf der Nano-Seite und damit, dass heutige Pico-Laser eher Sub-Nanosekunden-Laser sind und weit entfernt von der rechnerisch optimalen Impulsdauer von 10 bis 100 ps. Die beiden Pico-Laser wurden der Studie von den Herstellern leihweise zur Verfügung gestellt.

Kato et al. haben als einzige uns bekannte Arbeit genau die Reihenfolge angewendet, um die es hier geht. Mit dem enlighten Pico Nd:YAG Laser wurde zunächst mit 2 ns behandelt und auf 750 ps umgestellt, sobald die Pigmentdichte abgenommen hatte. Getestet wurde diese Reihenfolge allerdings nicht. Es gab weder eine Kontrollgruppe noch einen Vergleich mit der umgekehrten Abfolge, sondern nur mit der Sitzungszahl, die der Kirby-Desai-Score für einen klassischen Q-switched Nano-Laser vorhersagt.

Am aussagekräftigsten ist u.A.n. die Studie von Pinto et al., weil sie bei gleicher Wellenlänge nur die Impulsdauer vergleicht. Bei schwarzen Tattoos fanden sie keinen Unterschied in der Aufhellung (Clearance). Wohl aber Hinweise auf deutlich weniger Schmerzempfinden bei Pico-Laserbehandlungen.

Dass Lorgeou et al. zu einem anderen Ergebnis kommen, liegt auch an den unterschiedlichen Endpunkten. Pinto et al. messen die durchschnittliche Aufhellung, Lorgeou et al. den Anteil der Tattoos mit über 75 % Aufhellung, und das nach bis zu 4 statt nach 2 Sitzungen.

Laser-physikalisch zeigt sich, dass ein Pico-Laser effizienter ist als ein Nano-Laser. In der Laser-Praxis ist sein Vorsprung laut Laser-Forschung aber kleiner und weniger einheitlich belegt, als oft behauptet wird. Das kann aber auch gut an der bisherigen Forschung selbst liegen, um es mal vorsichtig auszudrücken.

Unsere Laser-Experten wissen aus der Anwendung, dass der Pico mehr kann als sein älterer Nano Bruder.

Aber bitte den noch funktionstüchtigen Nano-Laser nicht gleich aufgrund eines Pico-Neu-Invests aus dem heimischen Laser-Fuhrpark entfernen! Der ist noch tauglich.

Die sinnvolle Nano-Pico-Laser Reihenfolge in der professionellen Laser-Praxis

Wer beide Lasersystem-Varianten in seiner Praxis oder Klinik hat, sollte – nee, muss – in jeder Laser-Session anhand des aktuell vorliegenden Befunds neu entscheiden und darf möglichst nicht nach einem festen Schema F arbeiten.

Die hier nun folgende Logik ist physikalisch begründet, aber keine durch Studien belegte Regel.

Zu Beginn einer Laser-Therapie zur Tattooentfernung liegt viel Pigment dicht beieinander. Bei frischen Tattoos in prall gefüllten Pigment-Depots.

Hier punktet i.d.R. der Nanosekunden-Laser mit hoher Energie pro Impuls. Und er ist, bedingt durch seinen niedrigeren Anschaffungspreis, deutlich wirtschaftlicher.

Tiefenwirkung ist in dieser Anfangsphase zweitrangig, denn die ersten Laser-Sitzungen treffen ohnehin vor allem die obere Pigmentschicht, die die tieferen Pigment-Depots vor Laserlicht noch abschirmt.

Im weiteren Verlauf werden die Tattoo-Pigment-Depots weniger, kleiner und feiner verteilt in ihrer jeweiligen Schicht.

Nun spielt der Pikosekunden Laser-Impuls seinen Vorteil aus, weil er kleine Teilchen und Bruchstücke schon mit weniger Energiedichte zerkleinert. Daraus ergibt sich also primär die Reihenfolge erst Nano, dann Pico als umgekehrt, wie im oben erwähnten Insta-Reel behauptet wurde.

In der Spätphase der Laser-Therapie gibt es aber keine pauschale Regel mehr

Liegt das restliche Pigment tief in der Dermis, braucht es genug Laser-Energie in der Tiefe und einen ausreichend großen Laser-Spot, um überhaupt heranzukommen.

Moderne Pico-Systeme schaffen das heute. Ältere Pico-Generationen hatten damit teilweise Schwierigkeiten, wie schon geschrieben.

Bleibt ein Tattoo-Pigment trotz guter Laser-Technik stehen, liegt das meist nicht an der Impulsdauer, sondern an der Wellenlänge, der Pigment-Farbe oder -Art, der Energiedichte und abnehmender Laserleistung, zu kurzen Abständen zwischen den Laser-Sessions oder an Gründen, die wir vielleicht noch gar nicht kennen.

Wenn das Laser-Gerät weder Pico noch Nano, sondern für die Tonne ist

Die Frage „Nano oder Pico“ geht am Problem der Anwendungs-Reihenfolge natürlich vorbei, wenn ein Gerät keines von beiden sauber kann. Billige Tischgeräte mit gütegeschaltetem Nd:YAG-Laser liefern meist nur eine feste Energie pro Impuls bei fixierter Spotgröße, zum Beispiel 300 mJ im Single-Puls.

Der Impuls dauert dazu oft bis zu 20 ns oder länger, und vorne sitzt eine aufgeschraubte 1064nm / 532nm Billiglinse am Pistolenhandstück mit Schlauch dran.

Ja, und einige Hersteller sind sogar so pfiffig und bauen ihre Tisch-Systeme in Floor-Standing Gehäuse ein und nennen sie dann PicoIRGENDWAS. Der Markt ist wild!

Stellt ein Laser-Anwender an solch einem Gerät nun über das Display eine höhere Energie-Stufe ein, etwa „600 bis 750 mJ“, kommt oft gar kein stärkerer Impuls heraus. Stattdessen feuert das Gerät zweimal 300 mJ kurz und unbemerkt hintereinander.

In der nächsten Energie-Stufe sind es dann 3 oder mehr Impulse. Gerne wird dabei dann aufgerundet auf 3 mal 300 mJ (sind 900 mJ) und beworben als 1.000 mJ maximal-Leistung im Prospekt.

Der im Display angezeigte Wert und tatsächliche Impulsabgabe im Vergleich:

Ein professionelles Lasersystem teilt die angezeigte Energie im sogenannten Doppelpuls- oder Twin-Pulse-Modus dagegen auf. Beim BiAxis QS PICO Nd:YAG heißt dieser Modus als Beispiel PiHPT (Pico-Hyper-Pulse-Technology).

Zeigt das Display 600 mJ an, gibt das Lasersystem zwei gleich starke Einzel-Impulse zu je 300 mJ im Abstand von 140 Mikrosekunden (µs) ab. Jeder mit derselben Pulsdauer wie im normalen Pico-Modus und die Gesamtenergie entspricht somit dem Displaywert.

Für die Fragmentierung des Tattoo-Pigments zählt aber auch hier der einzelne Impuls, und der ist schwächer als ein voller Einzel-Impuls. Einen klinischen Vorteil beanspruchen die unterschiedlichen Laser-Hersteller unseres Wissens nach für diesen Modus nicht.

Studien zum Doppelpuls (von anderen Herstellern u.a. auch Q-PTP genannt) gibt es bisher nur aus der Melasma-Behandlung mit klassischen gepulsten Nano-Lasern. Dort war die Wirkung gleich, Schmerz und Rötung aber geringer (Guo & Cai 2019). Für die Tattooentfernung fehlen solche Daten, liebe Laser-Forscher.

Das Billig-Gerät wiederholt denselben 300 mJ-Impuls und zählt zusammen zu Double-, Triple- oder Multi-Pulse-Trains.

Entscheidend ist, was dabei gleich bleibt. Ob ein Pigmentteilchen zerbricht, hängt von der Energiedichte des einzelnen Laser-Impulses ab, und genau die lässt sich bei solchen Billig-Geräten nicht wirklich steigern.

Reicht ein 300 mJ Puls für die Fragmentierung von dichtem oder tiefem Pigment nicht aus, schaffen es der 2. und 3. 300 mJ-Impuls auch nicht. Sie bringen nur zusätzliche Wärme ins gelaserte Hautgewebe und erhöhen neben dem Narbenrisiko möglicherweise die Entstehung von ungewünschten Spaltprodukten beim verkochen von Tattoo-Pigmenten.

Dazu kommen ungleichmäßige Strahlprofile mit sogenannten Hotspots innerhalb des Laser-Impulses, an denen die Wärmeentwicklung ein Mehrfaches des Durchschnitts erreicht.

Mangels Fokus-Handstück und uneinheitlichem Abstand zwischen Haut und Laser-Handstück entstehen dann im Freestyle auch noch nicht reproduzierbare Behandlungs-Protokolle.

Karsai et al. (2010) zählen Schäden durch solche Laser-Geräte, die außerhalb ihrer Spezifikation eingesetzt werden, ausdrücklich zu den Hauptproblemen der Tattooentfernung durch Laien. Wozu heutzutage leider auch noch die ganzen DIY-Zuhause-Therapeuten mit ihren via Online-Marketplace geshoppten Lasern zählen.  

Primär wichtig ist bei allen Lasersystemen die Energie-Dichte des Single-Impulses. Egal ob von Piko- oder Nanosekunden Dauer.

Ein weiterer Trick betrifft die Bezeichnung „Pico“

Manche Datenblätter zu technischen Details verweisen auf Pikosekunden-Spitzen innerhalb eines Nanosekunden-Impulses. Für die Pigment-Fragmentierung zählt aber, über welche Zeit die gesamte Energie ankommt.

Die entscheidende Frage vor dem Kauf und in der Laser-Praxis lautet deshalb, wie lang die Halbwertsbreite (FWHM) / die Dauer des Impulses ist? Also die Zeit, in der er mindestens die Hälfte seiner Spitzenleistung hat. Und wie viel Energie trägt ein einzelner Impuls? Liegt die Impuls-Dauer bei 5 ns, ist es ein Nanosekunden-Laser, egal welche Spitzen darin stecken.

Und btw., Pikosekunden-Laser mit Puls-Energie-Parametern von 1.000 mJ und mehr sind uns in der Dermatologie nicht bekannt!

Eine Anmerkung zur Gewebeerwärmung bei der Laser-Tattooentfernung

Jede Laser-Impuls-Abfolge bringt zusätzliche Wärme in die Haut. Kommen die Pulse schneller, als das Hautgewebe die Wärme ableiten kann, addiert sie sich auf.

Das gilt für Pulszüge ebenso wie für hohe Impuls-Frequenzen (Hz) mit überlappenden Laser-Spots, die in Social-Media-Videos so eindrucksvoll aussehen.

Für die Haut ist das eine eigene Rechnung, der wir hier im Blog bald einen eigenen Artikel widmen. Puls-Überlappung ist nicht nur totale Energie-Verschwendung, sondern unter anderem auch … dazu später.

Was Tattoo- und PMU-Artists und Laser-User hieraus mitnehmen können

Für Tattoo- und PMU-Artists heißt das zusammenfassend, wie gut sich eine Tätowierung oder Permanent Make-up später entfernen lässt, entscheidet sich schon beim Stechen. Sorry, dass Ihr Euch damit auseinandersetzen müsst aber es gehört mittlerweile leider mit ins Beratungsgespräch.  

Pigmentdichte, Stichtiefe, Farbwahl und wiederholtes Überstechen bestimmen, wie viel Pigment wie tief liegt und wie stark es agglomeriert. Ein Cover-up Tattoo auf einem nur teilweise aufgehellten Tattoo-Motiv legt neue Pigmentschichten auf alte. Cover-up ohne Laserbehandlung vorab potenziert das ganze noch.

Für Laser-Anwender heißt das, wie viele Laser-Sessions nötig sind, kann vorab erstmal wirklich niemand seriös versprechen! Je mehr Pigment-Agglomerat in der Dermis, desto mehr Laserbehandlungen. Egal mit welcher und wie teuren Lasersystem-Variante.

Woran hatt’et jelegen, dass das Tattoo sich nicht mehr rührt?

Wer nach mehreren Laser-Behandlungen kaum noch Fortschritt sieht, sollte nicht einfach weitermachen wie gewohnt, sondern nachfragen und recherchieren woran es genau liegen könnte.

Nicht nur welche Laserlicht-Wellenlänge effektiver wirken könnte oder ob die Behandlungsabstände zwischendurch lang genug sind. Mit welcher Energiedichte und mit welcher Spotgröße genau gearbeitet wird? Wie viel Energie trägt mein einzelner Laser-Impuls überhaupt noch?

Im Zweifel bringt einen der Blick auf sein dreckiges Schutzglas am Handstück auch einen einfachen Schritt weiter nach vorne. Wischen – nach Herstellervorgaben – hilft wirklich oft.

Lasersysteme haben aber auch Verbrauchsmaterialien, die irgendwann mal ausgetauscht werden müssen. Vor allen Dingen, wenn sie anfangen an der Laser-Energie und Effizienz zu nagen.

Manch vermeintlich widerspenstiges Tattoo gruselt sich in nicht seltenen Fällen also einfach nur vor dem lauen Lüftchen, das da noch aus der Lasermaschine haucht. Die Sicherheitstechnische Kontrolle (STK) wird zeigen, ob es noch irgendwo Leistung gibt.   

Unser Fazit zur Frage nach der Laser-Reihenfolge, erst Pico- dann Nano-Laser

„Am Ende immer Nano“ ist genauso wenig belegt wie „Pico ist sowieso besser“.

Physikalisch spricht, wie eben gelesen, mehr für Nano zu Beginn einer Tattooentfernung und bei dicht beieinander liegendem Pigment. Pico dann im weiteren Verlauf bei feiner verteiltem Pigment.

Umgekehrt macht laut bisheriger Tattoo- und Laser-Forschung also physikalisch nicht wirklich Sinn aber wir sind stets für alles, was bei der Tattooentfernung ohne zusätzliches Risiko funktioniert. Kontrollierte Studien zur Laser-Reihenfolge fehlen aber definitiv, liebe Tattoo- und Laser-Forscher.

Entscheidend bleiben der Befund jeder Sitzung, die passende Wellenlänge, saubere Energie-Parameter und ein Lasersystem mit Fokus-Handstück, das hält was sein Display anzeigt. Auch der alte gepulste Nanosekunden Laser kriegt das Tattoo weg und manchmal eben auch nicht.  

Was ist Eure Meinung dazu? Schreibt uns gerne in die Kommentare.

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Transparenz-Hinweis

Unsere Doctare GmbH ist exklusiver Vertriebspartner der HLS Hypertech Laser Systems GmbH (Lübeck) in der DACH-Region.

Dr. rer. nat. Fedor Mayorov, Msc. (Geschäftsführer HLS GmbH) und Dipl.-Ing. (FH) Michael „Michl“ Dirks (Gründer und Geschäftsführer der The3Pylons GmbH, Entwickler und Hersteller von Tätowierfarben) sind langjährige Mitglieder unseres Technical Advisory Boards.

Zur Recherche und Vorbereitung des Artikels nutzten wir die KI Claude und Perplexity. Der von uns erstellte Artikel wurde von beiden erwähnten Board-Membern vor Veröffentlichung fachlich geprüft. Inhalt und Bewertungen des Artikels verantworten wir allein.

Externe Quellen, Literatur & Wissenschaft