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Laser quality switched (Q-switched): revisão de suas variações e principais aplicabilidades clínicas

Lívia Arroyo Trídico1; Carlos Roberto Antonio2

DOI: https://doi.org/10.5935/scd1984-8773.20191141419

Data de recebimento: 26/06/2019
Data de aprovação: 20/11/2019

Suporte Financeiro: Nenhum
Conflito de interesse: Nenhum

Trabalho realizado na Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto, São José do Rio Preto (SP), Brasil


Abstract

Os lasers Q-switched são amplamente utilizados em Dermatologia a fim de tratar uma das queixas mais comuns da rotina dermatológica: as lesões pigmentadas. Os diversos pigmentos, alvos de tratamento a laser na pele, apresentam características diferentes quanto a coloração, tamanho, localização no tecido e origem. Sendo assim, os lasers Q-switched podem interagir com os pigmentos de várias maneiras. Desde o surgimento da tecnologia Q-switched, diferentes e novas formas de utilização têm surgido. A compreensão dos mecanismos de ação envolvidos e de suas principais aplicabilidades clínicas é importante para otimizar resultados terapêuticos.


Keywords: Lasers; Melanose; Pigmentação da pele; Tatuagem


INTRODUÇÃO

Os lasers quality switched ou Q-switched ganharam evidência na década de 1990, período em que diversos estudos demonstraram sua eficácia em atingir pigmentos localizados na derme, tais como tinta de tatuagem e lesões de pele pigmentadas benignas. Antes do surgimento dos lasers Q-switched, acreditava-se que os lasers se limitavam a tratar lesões restritas à superfície da pele. Dessa forma, os lasers Q-switched surpreenderam pela sua capacidade de atingir, de forma seletiva, os pigmentos dérmicos. O nome Q-switched está relacionado ao mecanismo usado para controlar a saída de luz, uma vez que concentra toda a energia em rajadas intensas ou séries de pulsos, modulando as perdas intracavitárias, o chamado fator Q do ressonador a laser.1

Existem três tipos de laser Q-switched que são da ordem de nanossegundos, porém variam em comprimentos de onda. São eles o Q-switched Ruby (694nm e 20ns), Q-switched Alexandrita (775nm e 50ns) e Q-switched Nd:YAG (1064nm e 5 a 15ns).2 Os comprimentos de onda maiores são melhores para tratar lesões na derme devido a maior capacidade de penetração e menor absorção epidérmica. Já as lesões pigmentadas da epiderme respondem melhor a comprimentos de onda menores. Dessa forma, as indicações de tratamento com os lasers Q-switched são diversas: efélides, máculas café com leite, lentigos, nevo de Ota, melasma, tatuagens, entre outros.3

O tratamento de alvos pigmentares com laser envolve a destruição seletiva de uma determinada estrutura. Dessa forma, pela teoria da fotodermólise seletiva, duas condições são necessárias: o laser precisa ter um comprimento de onda que seja altamente absorvido pelo alvo em relação ao tecido normal adjacente e a duração de pulso usada deve ser menor que o tempo de o calor escapar aos tecidos adjacentes por condução. Assim, os lasers Q-switched são classificados como lasers pulsados com pulso curto em nanossegundos. Os lasers pulsados buscam destruir uma certa estrutura, diferindo-se dos lasers de onda contínua em que o objetivo do tratamento está em atingir todo o tecido superficial, fornecendo fluxo constante de luz medido em watts. Além disso, outros tipos de lasers pulsados também atuam em alvos pigmentares: o pulsed dye laser age na hemoglobina e os lasers de pulso longo (Nd:YAG, Alexandrita e Diodo) atuam na remoção de pelos.1, 3

Os diversos pigmentos-alvo de tratamento a laser na pele apresentam características diferentes quanto a coloração, tamanho, localização no tecido e origem. Dessa forma, os lasers Q-switched apresentam várias maneiras de interagir com os pigmentos. Buscamos com este estudo esclarecer e diferenciar as diversas maneiras de utilização dos lasers Q-switched.

 

MECANISMO DE AÇÃO PRINCIPAL

A teoria da fotodermólise seletiva é o princípio primário para destruição de pigmentos com mínimo dano ao tecido subjacente. Ela se baseia na entrega de energia suficiente para o alvo, porém com duração de pulso menor que o tempo de relaxamento térmico do tecido-alvo, ou seja, tempo que o cromóforo aquecido leva para dissipar metade do calor absorvido ao tecido subjacente. Dessa forma é possível atingir o alvo, preservando-se as estruturas ao redor do mesmo.4

A duração de pulso dos lasers Q-switched é tão curta que pigmentos extremamente pequenos de 10 a 100nm são aquecidos até sua fragmentação, porém antes que seu calor seja dissipado à pele ao redor, prevenindo o aquecimento do tecido, o que poderia levar a queimaduras ou cicatrizes. Os principais mecanismos de destruição dos pigmentos com o laser Q-switched são por ondas de choque e/ou dano por cavitação, que são efeitos físicos fotomecânicos produzidos pela expansão térmica e/ou gradientes extremos de temperaturas criados dentro dos melanossomos ou dos pigmentos de tatuagem.4

Após a fragmentação das partículas de pigmento, a fagocitose realizada pelos macrófagos é o principal método de eliminação. Os fragmentos rompidos são dirigidos por macrófagos teciduais para os canais linfáticos ou para os linfonodos regionais. Alguns fragmentos podem ser eliminados transepidermicamente à medida que a crosta pós-tratamento é eliminada.5

Diferentes pigmentos requerem diferentes comprimentos de onda, por exemplo, os pigmentos de tatuagem verde são absorvidos pelos lasers Alexandrita e Ruby, enquanto lasers de 532nm atuam apenas no tratamento de lesões pigmentadas localizadas na epiderme. O laser precisa penetrar na pele em profundidade suficiente para atingir o alvo e deve ser altamente absorvido pelo pigmento. Pigmentos mais superficiais são mais bem tratados com comprimento de onda mais curto, enquanto comprimentos de onda maiores atuam mais profundamente. 4

Além da variação de comprimento de onda, os lasers Q-switched variam quanto a duração de pulso e fluência, características que são fundamentais no entendimento de sua aplicabilidade clínica.

 

Q- SWITCHED DE PULSO CURTO E DE PULSO EXTREMAMENTE CURTO

Como relatado inicialmente, todos os lasers Q-switched apresentam duração de pulso da ordem de nanossegundos, ou seja, são de pulso curto, porém existe uma variação na duração dos pulsos curtos de nanossegundos. Essa variação traz consigo diferentes resultados terapêuticos e indicações clínicas. São eles:

Q-switched de pulso curto

Q-switched de pulso extremamente curto

A diferenciação do Q-switched de pulso extremamente curto em relação ao Q-switched de pulso curto surgiu recentemente após o desenvolvimento de novos aparelhos capazes de gerar picos extremamente altos que variam em megawatts, porém apresentam pulsos ainda menores que os primeiros aparelhos de laser Q-switched.3,6 Poucos sistemas de laser são capazes de gerar pulsos únicos tão altos. Muitos aparelhos necessitam de dois ou mais pulsos para atingir pulsos tão altos quanto o laser Q-switched de pulso extremamente curto.6,7 

Os Q-switched de pulso extremamente curto escapam do fenômeno de blindagem óptica que consiste na indução da formação de plasma na pele quando o laser atinge o pigmento, fazendo com que múltiplos pulsos de energia sejam incapazes de tratar efetivamente as camadas de pigmento mais profundas. Sendo assim, um único pulso mais curto e alto é capaz de atingir maior extensão do pigmento, potencializando o efeito da sessão. Cencic e colaboradores, 2010, compararam o laser Q-switched de pulso extremamente curto e único com Q-switched de múltiplos pulsos curtos e concluíram que os Q-switched de pulso extremamente curto são capazes de aumentar a entrega de energia, gerando um efeito fotoacústico ainda maior que quebra mais quantidade de pigmento em maior extensão do que pulsos mais curtos e múltiplos que não conseguem atingir todo o pigmento devido ao fenômeno de blindagem óptica.3,7,8

Nos pulsos extremamente curtos existe maior homogeneidade do feixe de laser. Eles são utilizados principalmente para tratamento de tatuagens a fim de minimizar dano epidérmico, reduzir sangramento e alterações da textura da pele.6 Também podem ser utilizados para outras lesões pigmentadas, tais como efélides e nevos de Ota, atuando em pigmentos localizado na derme e epiderme. A fluência máxima atingida é de 15J/cm2 com 1064nm, e, geralmente, o número de sessões necessárias para eficácia terapêutica é melhor com o uso do Q-switched de pulso extremamente curto.3

 

Q-SWITCHED TERMOLÍTICO E SUBTERMOLÍTICO

O mecanismo de ação do laser Nd:YAG Q-switched (pulso curto, nanossegundos) é diferente do Nd:YAG pulso longo (milissegundos). Porém, sabemos que, no caso do pulso longo, a energia do laser dissipa-se conforme aquece as áreas ao redor do feixe aplicado e esse calor é capaz de estimular colágeno trazendo efeitos no tratamento de rítides e fotodano9 enquanto, no caso do Q-switched (nanossegundos), a energia não tem tempo de ser dissipada ao tecido adjacente e fica concentrada no alvo (pigmento).

Pulsos de Q-switched de energia acima de 5J/cm2 causam efeito termolítico ao explodir o pigmento-alvo, o que leva ondas de choque aos tecidos circundantes. Dessa forma, a pele sofre dano físico e não térmico. Esse dano físico pode levar à expressão de colágeno III e consequente rejuvenescimento cutâneo. Atualmente, sabe-se que, quando o Nd:YAG Q-switched é realizado com energia abaixo de 5mJ/cm2, ou seja, abaixo do efeito termolítico, também podem ocorrer efeitos terapêuticos à pele envelhecida, uma vez que o laser ainda é absorvido pelos pigmentos sem a capacidade de provocar as ondas de choque do efeito termolítico, caracterizando, assim, o Q-switched subtermolítico.10,11

Em geral, os efeitos vistos em tratamentos termolíticos são semelhantes aos lasers ablativos clássicos (Er:YAG e CO2) com menos efeitos colaterais. Com o uso de fluências subtermolíticas, os efeitos de estímulo de colágeno são menos pronunciados, porém há total ausência de downtime (presente em modalidades ablativas e termolíticas).11 Sendo assim, seguindo essa linha de pensamento, o laser Q-switched Nd:YAG subtermolítico poderia atuar em nível “subcelular”, uma vez que quebra apenas pigmentos e não células, sendo denominado “termólise subcelular seletiva”.12,13 Acredita-se que o mecanismo de ação da termólise subcelular seletiva também envolva bioestimulação. 12,13

Lukac e colaboradores, 2010, e Liu e colaboradores, 2008, mostraram que a terapia com laser Q-switched com baixa fluência (subtermolítica) é segura e eficaz no melasma.14,15 Pode-se esperar um clareamento dos casos de melasma epidérmico de 50% e de melasma dérmico ou mistos de 30 a 50% com o uso de Q-switched de baixa fluência.12 Jeong e colaboradores, 2010, relataram que, com o uso de Q-switched subtermolítico (1,6J/cm2 de fluência, ponteira de 7mm, oito sessões com intervalos semanais) associado à fórmula tríplice diária, houve melhora mais significativa do melasma em pacientes tratados com o laser do que com a fórmula isolada. 16

A terapia com laser Q-switched subtermolítico também é utilizada com segurança e eficácia no rejuvenescimento de pele fotoenvelhecida, embora os resultados não sejam tão evidentes quanto os resultados obtidos com lasers ablativos. Foi demonstrada melhora de 20 a 35% em redução de poros, tônus cutâneo e textura da pele em pesquisa que tratou os pacientes com quatro sessões ou mais e fluências que variaram de 1,5 a 3,5J/cm2.12 Kalil e colaboradores, 2016, avaliaram os resultados de quatro sessões de NdYAG 1064nm Q-switched no estímulo de colágeno da pele da face de quatro pacientes que obtiveram melhora nas rugas, poros e firmeza da pele (ponteira 7mm, frequência 5Hz, energia utilizada na primeira sessão foi de 600mJ, com aumento para 900mJ na segunda e para 1200mJ na terceira e quarta sessões).17

 

Q-SWITCHED E LASERS PICOSECOND

Sabemos que no tratamento a laser com Q-switched para remoção de pigmentos, a duração de pulso do laser é menor que o tempo de relaxamento térmico do pigmento. Sendo assim, ocorre o que é chamado de “lock-in” térmico, ou seja, a estrutura é aquecida em um tempo tão curto que a temperatura aumenta sem que o calor se disperse, ficando “preso” no pigmento. Quando uma partícula é aquecida em um tempo extremamente curto, o stress gerado dentro dela não tem tempo suficiente para se disseminar. Sendo assim, ocorre o “stress de lock-in” e, se ele for alto o suficiente, irá causar a fragmentação da partícula de pigmento.18,19 Acredita-se que o limite de tempo para que o “stress de lock-in” ocorra seja ligeiramente menor que 1ns.

Dessa forma, segundo Kasai, 2016, quando um laser Q-switched é utilizado, a principal reação que ocorre é a fotodermólise, com um leve efeito fotomecânico. Porém, quando um laser de picossegundos é usado, ocorre a destruição fotoacústica da partícula em maior escala, caracterizando o “stress lock-in” com menor efeito fototérmico, o que traz mais destruição das partículas-alvo.2 Assim, o que ocorre com os lasers de picossegundos é que as partículas de pigmento são quebradas em tamanhos ainda menores do que com os lasers de nanossegundos, simplesmente pelo aumento do efeito fotomecânico e redução do efeito fototérmico. 20

Diante da redução de pulso de nanossegundos para picossegundos, o surgimento dos lasers de picossegundos permitiu a destruição mais eficiente e eficaz das partículas de pigmento, além de apresentar menos efeitos colaterais.2 Porém, diante do surgimento recente dessa tecnologia, algumas questões ainda precisam ser esclarecidas.

Embora teoricamente seja conhecido que os lasers de picossegundos são mais eficazes em quebrar os pigmentos do que os lasers de nanossegundos, não se sabe exatamente qual faixa de pulso é melhor para a remoção dos pigmentos. Outra questão sobre os lasers de picossegundos é a dependência da cor, pois, pelo fato de atuar mais fortemente no efeito fotoacústico, pensava-se que os lasers de picossegundos agissem na remoção de pigmentos, independentemente da cor da partícula. Porém, na prática atual, embora haja menos dependência de cor do que nos lasers de nanossegundos, ela também existe nos picossegundos.21 Além disso, a questão do custo alto associada ao laser de picossegundos é fator limitante para sua prática clínica.22

Choi e colaboradores, 2018, compararam lasers de nanossegundos e de picossegundos na remoção de pigmentos de tatuagem em modelo animal. Nd:YAG Q-switched e Nd:YAG picossegundos foram avaliados, evidenciando maior eficácia do laser de picossegundos, com menos efeitos colaterais, além da capacidade de remover alguns pigmentos de coloração não preta.22

Zhang e demais autores, 2018, compararam o laser Alexandrita de picossegundos ao laser Nd:YAG de nanossegundos para remoção de tatuagem preta azulada realizada há mais de 10 anos nas pálpebras de 72 pacientes. Foram realizadas uma a quatro sessões e não houve diferença significativa nos resultados entre os dois tipos de lasers.23

Vachiramon et al., 2018, compararam Nd:YAG 532nm de nanossegundos a Nd:YAG 532nm de picossegundos para tratar lentigo solar. Foram randomizadas e tratadas com uma única sessão 30 lesões. Na avaliação em seis e 12 semanas após o início das sessões, os dois tratamentos clarearam as lesões, embora os pacientes estivessem mais satisfeitos com as lesões tratadas com laser de picossegundos. Os eventos adversos foram semelhantes nos dois grupos. Os autores concluíram que os dois lasers são seguros e eficazes no tratamento de lentigo solar, porém, devido ao custo/ benefício, o laser de nanossegundo permanece como tratamento principal e o laser de picossegundo pode ser considerado opção terapêutica.24

Sendo assim, mais estudos são necessários para definir as principais diferenças terapêuticas e melhores indicações entre o uso de laser de nanossegundos e picossegundos ao abordar tratamento de pigmentos.

 

Q-SWITCHED E APLICABILIDADES CLÍNICAS

Lesões pigmentadas da epiderme:

Efélides, lentigos solares e queratoses seborreicas podem ser tratados de maneira eficaz com lasers Q-switched. O tempo de cicatrização e o perfil de efeitos colaterais entre estes lasers são similares, mas a ausência de púrpura após o tratamento com o Q-switched Ruby (694nm) e Alexandrita (755nm) torna-os levemente preferidos, especialmente quando se trata de lesões faciais. Uma ou duas sessões de tratamento são, geralmente, suficientes para clarear a maior parte dos lentigos, embora tratamentos mais longos sejam ocasionalmente exigidos em lesões resistentes e maiores. As maiores preocupações do tratamento são as mudanças pigmentares no pós-operatório, tais como hipopigmentação e hiperpigmentação. A hiperpigmentação pós-inflamatória é mais frequente em indivíduos de pele fototipo III e IV, assim como em indivíduos com pele bronzeada. O risco de hipopigmentação é mais alto com o laser de Ruby Q-switched do que com o laser Alexandrita Q-switched ou o laser Nd:YAG 1064nm Q-switched. Em relação às manchas café com leite, o clareamento é alcançado após sessões repetidas de laser Q-switched, pois, conforme o tratamento progride, a uniformidade de cor é interrompida, e a mancha passa a apresentar um padrão salpicado de pequenas máculas, até clarear completamente.25

Lesões pigmentadas da derme e epiderme/derme combinadas:

Até o desenvolvimento dos lasers com pulso curto, não havia tratamento efetivo para as melanocitoses dérmicas como o nevo de Ota, nevo de Ito e mancha mongólica. A terapia com laser Q-switched tornou-se o tratamento de escolha para estes tipos de lesões pigmentares. O laser Ruby, Alexandrita e Nd:YAG Q-switched são capazes de alcançar as células melanocíticas dendríticas na derme, produzindo clareamento lesional significativo ou completo após uma média de quatro a oito sessões. Nevos de Becker apresentam resultados variáveis com lasers Q-switched, uma vez que hipopigmentação, remoção incompleta e recidiva ocorrem frequentemente. Apesar de as células pigmentadas dos nevos serem desorganizadas após a exposição ao laser Q-switched, quantidade significativa de pigmentos persiste nas estruturas anexais. As razões para esta resposta pobre e alta taxa de recidiva provavelmente relacionam-se à complexa natureza hamartomatosa dos nevos de Becker e suas dependências hormonais, demonstradas pelo aumento da atividade de seus receptores androgênicos. Sendo assim, a melhor abordagem no tratamento destas lesões é a combinação de um laser Q-switched e um laser com pulso mais longo, específico ao pigmento para remover concomitantemente a pigmentação epidérmica e os pelos da lesão.25

No caso de melasma, a terapia com laser Q-switched com baixa fluência (subtermolítica) traz resultados eficazes. No melasma epidérmico, observam-se maiores taxas de clareamento do que em melasma dérmico ou misto.12 A ausência de clareamento completo do melasma está, provavelmente, relacionada à falha no controle dos mecanismos básicos fisiopatológicos da hipermelanose, como influência genética, exposição ao sol e fatores hormonais.

Tatuagens:

O tratamento de tatuagens com laser depende do tipo e do conteúdo de pigmento. Tatuagens amadoras exigem menos sessões de tratamentos, porque, geralmente, são constituídas de um único pigmento baseado em carbono. Tatuagens profissionais são mais resistentes ao tratamento a laser, porque são mais densamente pigmentadas e podem conter pigmentos múltiplos e menos receptivos, particularmente das cores amarelo e verde-escuro. O comprimento de onda ideal deve ser considerado de acordo com as cores presentes nas tatuagens, uma vez que a afinidade dos diferentes pigmentos varia conforme os comprimentos de onda utilizados, como demonstrado no quadro 1.5,25

Rejuvenescimento:

Lasers Q-switched em múltiplas passadas com baixa fluência são utilizados para rejuvenescimento facial com o objetivo de estimular os fibroblastos dérmicos a realizarem a neocolagênese propiciando melhora do tônus e textura da pele, redução de poros, secreção sebácea, rítides e discromias.17 Goldberg realizou estudo-piloto pioneiro descrevendo o uso do laser Q-switched Nd:YAG 1064nm para tratamento de rítides faciais, observando melhora na textura, na elasticidade cutânea e nas rítides após três tratamentos mensais. Em análise histológica em seis pacientes tratados com uma sessão de laser Q-switched Nd:YAG houve melhora na elastose solar, na organização das fibras colágenas e aumento na espessura da derme papilar.26,27

 

CONCLUSÃO

Os lasers Q-switched são amplamente utilizados em Dermatologia para tratar uma das queixas mais comuns da rotina dermatológica: as lesões pigmentadas. Dessa maneira, desde seu surgimento, novas descobertas e diferentes formas de utilização estão em crescimento constante. A fim de otimizar o uso dessa tecnologia, é fundamental compreender mecanismos de ação envolvidos e suas principais aplicabilidades clínicas.

 

CONTRIBUIÇÃO DOS AUTORES:

Lívia Arroyo Trídico | 0000-0002-7743-4195
Contribuição: Concepção e planejamento do estudo; elaboração e redação do manuscrito; revisão crítica da literatura.

Carlos Roberto Antonio | 0000-0001-9243-8293
Contribuição: Concepção e planejamento do estudo; revisão crítica da literatura; revisão crítica do manuscrito.

 

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