Wraz ze wzrostem popularności tatuaży wzrosło również zapotrzebowanie na skuteczną metodę usuwania tatuaży. Prognozy rynku rozwoju laserów pikosekundowych w USA wskazują na dynamiczny rozwój.

Lasery do usuwania tatuaży oraz makijażu permanentnego są znane na rynku od kilkudziesięciu lat. Z badań klinicznych wynika, że powinny mieć impulsy o jak najkrótszym czasie trwania i o jak największej mocy. Obecnie najkrótszy czasie trwania impuls o dużej mocy mają lasery pikosekundowe.
Główny mechanizm usuwania tatuażu laserem pikosekundowym polega na fragmentacji chromoforu poprzez efekty fototermiczne i fotoakustyczne. Lasery pikosekundowe emitują impulsy o długości w zakresie 10–12s.
Relaksacja termiczna
Teoria relaksacji termicznej opiera się na udowodnionym zjawisku dyfuzji ciepła. Jeśli określona struktura zostanie podgrzana do odpowiednio wysokiej temperatury, ciepło „ucieka” do otaczającej tkanki poprzez przewodzenie ciepła. Gdy ogrzewanie odbywa się przez dłuższy okres czasu, ciepło „ucieka” podczas całego procesu ogrzewania. Taki stan nazywa się dyfuzją ciepła. Ten proces ogranicza wzrost temperatury docelowej struktury.
Gdy struktura zostanie podgrzana w bardzo krótkim czasie temperatura szybko wzrośnie. W tym przypadku nie ma czasu na dyfuzję ciepła. Stan ten nazywa się blokadą termiczną. Po osiągnięciu blokady termicznej możliwe staje się selektywne zniszczenie termiczne struktury. To, czy blokada termiczna zostanie osiągnięta, zależy od progu czasowego struktury, który nazywany jest współczynnikiem relaksacji termicznej lub czasem relaksacji termicznej (TRT). Wartość TRT zależy od współczynnika absorpcji i współczynnika dyfuzji ciepła struktury. TRT jest definiowany jako czas potrzebny, aby podgrzany chromofor rozproszył połowę pochłoniętego ciepła do otaczających tkanek.
Relaksacja naprężeń
Relaksację naprężeń można wyjaśnić w następujący sposób. Gdy pewna cząstka jest podgrzewana, następuje rozszerzalność cieplna cząstki. Rozszerzenie to dyfunduje do otaczającej tkanki jako drgania, co nazywa się dyfuzją naprężeń. Gdy cząstka jest podgrzewana w ekstremalnie krótkim czasie, naprężenie generowane w cząstce nie ma wystarczająco dużo czasu, aby rozproszyć się i następuje zablokowanie naprężenia. Jeżeli wygenerowane naprężenie jest wystarczająco wysokie, następuje pęknięcie cząstki. Jest to analogiczne do zablokowania termicznego i ekstremalnego wzrostu temperatury w teorii relaksacji termicznej. Próg czasowy cząstki dla zablokowania naprężenia nazywany jest czasem relaksacji naprężenia SRT.

Czas TRT i SRT tatuaży
Czas TRT dla tatuaży zależy od składu chemicznego użytych barwnikow. Rozmiary cząstek pigmentu tatuażu wahają się zazwyczaj od 10 do 300 nm i wykazują czas relaksacji termicznej wynoszący 0,1–10 nsec TRT dla cząstek węgla o średnicy 40, 100, 200 i 300 nm wynoszą odpowiednio 19,12, 119,5, 478 i 1060 ps. Na przykład, średni rozmiar sadzy w tuszu indyjskim wynosi około 40 nm średnicy, podczas gdy TRT dla cząstek 40 nm wynosi około jednej nanosekundy.
Próg czasowy cząstki dla zablokowania naprężenia, czas relaksacji naprężenia (SRT), dla pigmentów tatuażu jest nieznacznie krótszy niż 1 ns.
Biorąc pod uwagę wartości czasu TRT oraz SRT dla pigmentów usuwanie tatuażu za pomocą laserów Q-switched nanosekundowych opiera się tylko na efekcie fototermicznym. Zablokowanie naprężenia jest osiągane w laerach pikosekundowych ponieważ szerokość impulsu laserów jest krótsza niż czas relaksacji naprężenia pigmentów.

Badania dotyczące zależności skuteczności działania lasera od koloru tatuażu nie dały ostatecznej odpowiedzi. Dalej jest aktualne pytanie: jaka szerokość impulsu jest najbardziej odpowiednia dla poszczególnych kolorów tatuaży?
Początkowo sądzono, że ponieważ działanie laserów pikosekundowych w dużym stopniu opiera się na reakcji fotoakustycznej usuwanie pigmentów tatuażu będzie niezależne od koloru. Jednak w praktyce nadal istnieje, chociaż zależność od koloru jest mniejsza niż dla laserów nanosekundowych. Obecnie najkrótsza szerokość impulsu wynosi 250 ps. Gdy będą produkowane lasery o jednocyfrowej szerokości impulsu pikosekundowego zależność od koloru będzie wyeliminowana..
Efekty uboczne usuwania tatuażu
Pigmenty w tatuażu można zniszczyć z minimalnym lub żadnym uszkodzeniem otaczających tkanek, pod warunkiem dostarczenia wystarczającej ilość energii do obszaru docelowego w czasie równym lub krótszym od czasu relaksacji termicznej (TRT) tkanki docelowej. Krótsza długość impulsu przyspiesza rozbicie chromoforu docelowego przez wiązkę lasera, jednocześnie zmniejszając ryzyko uszkodzenia termicznego otaczających tkanek. Zabieg laserem pikosekundowym jest znacznie mniej bolesny w porównaniu z nanosekundowym.. Laser pikosekundowy wykazuje mniejszy wskaźnik różnych przejściowych reakcji niepożądanych, takich jak obrzęk, pęcherze, krwawienie i świąd.

W usuwaniu tatuażu pozytywnym efektem w skórze jest laserowo indukowany rozpad optyczny (LIOB – Laser Induced Optical Breakdown). Proces ten wyzwala regenerację skóry i stymuluje przebudowę skóry właściwej. Większość barwników do tatuażu jest stabilna w środkowej warstwie skóry właściwej. Teoretycznie średnia wartość energii bliska lub niższa od progu wytwarzania LIOB jest bardziej skuteczna w usuwaniu barwników do tatuażu Niektórzy pacjenci z tatuażem mają blizny po wykonaniu tatuażu. Nie są one widoczne, ponieważ są pokryte barwnikiem pigmentu. Leczenie laserem pikosekundowym o długości fali 1064 nm ze średnią wartością energii może skoncentrować energię na warstwie barwnika tatuażu, co przyczynia się do odzyskania tekstury skóry i efektu przebudowy skóry właściwej.
Podsumowanie
Dokładny mechanizm usuwania tatuaży laserem nie jest w pełni poznany, teoria selektywnej fototermolizy jest uważana za podstawową zasadę usuwania tatuaży laserem. Pigmenty w tatuażu można zniszczyć bez lub z minimalnym uszkodzeniem otaczających tkanek, pod wrunkiem dostarczenia wystarczającej ilość energii do obszaru docelowego w czasie trwania impulsów równym lub krótszym niż czas relaksacji termicznej (TRT) tkanki docelowej. Warunek ten spełnia laser Pico Premium koreańskiej firmy IDS (czas trwania impulsu 300pikosekund, moc szczytowa 1,67GW). Jest to obecnie najtańszy laser na rynku o takich parametrach.
Te rozbite małe cząsteczki pigmentu są następnie łatwo usuwane przez fagocyty i układ limfatyczny.

Czasy trwania impulsów, które są krótsze niż TRT obszaru docelowego, są ważne w kosmetycznych zabiegach laserowego usuwania pigmentacji. Zakres czasu trwania impulsu w zakresie nanosekund jest nadal zbyt długi, aby całkowicie rozbić tusz do tatuażu na mniejsze cząsteczki. Liczba sesji zabiegowych i odstępy między zabiegami są pozostawione osądowi klinicznemu.