LED-Lichttherapie

Die Nanophotonen LED-Lichttherapie

Die Luxxamed-Geräte verfügen über eine LED-Lichtquelle. Der Begriff Nanophotonen ist ein reiner marketingtechnsicher Begriff. Die Lichttherapie der Luxxamed-Geräte wird über LED’s durchgeführt.

Sicherheit der Luxxamed-LED-Lichtherapie

Die Richtlinie für Medizinprodukte ( RL 93/42/EWG) fordert von Medizinprodukteherstellern, dass diese ihre Geräte entsprechenden Forderungen prüfen und bewerten. Medizinprodukte die über eine Lichtquelle verfügen, müssen unter Anderem nach der EN 60601-2-57 (Beurteilung der photobiologsichen Sicherheit) geprüft und bewertet werden, sonst dürfen diese in der Therapie nich zum Einsatz kommen. Die Forderung besagt, dass bei der Verwendung von LED-Licht im Rahmen einer medizinischen Anwendung die Sicherheit unter Anderem in Bezug auf die Intensität bzw. Lichtstärke überprüft werden muss.

Die Luxxamed-Geräte arbeiten mit verschiedenen Wellängen (Farben) die im Folgen auf ihre klinische Wirkung bewertet worden sind:

1.1.1      Wirkung von blauem und rotem LED-Licht

Im Rahmen der Forschungsaktivitäten zur gesundheitsfördernden Wirkung von Licht wurde festgestellt, dass blaues LED-Licht körpereigene, biochemische Prozesse in Gang setzt. Diese Effekte lassen sich wirksam in der Schmerztherapie nutzen. Entscheidend und neu in der therapeutischen Anwendung von blauen LED Licht sind biochemische Prozesse rund um das Molekül Stickstoffmonoxid (NO), dessen Freisetzung durch die Bestrahlung angeregt wird. So bewirkte blaues LED-Licht nachweislich die Produktion von NO bis in die tieferen Hautregionen. (Opländer et al., 2010) Das freigesetzte NO löste die im Folgenden vereinfacht dargestellten biologischen Effekte im Körper aus: zunächst verbessert NO die Durchblutung und als Folge dessen die Versorgung des Muskels mit Sauerstoff und Nährstoffen. Zusätzlich wird der Abtransport schmerzverursachender Substanzen gefördert. Diese Prozesse führen zu einer wohltuenden Entspannung der Muskulatur. Gleichzeitig wirkt NO direkt an den Nerven enden unvermindert dort die Schmerzweiterleitung. Neben den schmerzlindernden Wirkungen werden NO auch schützende Eigenschaften zugeschrieben. Es gilt als antioxidativ, Zell schützend und entzündungshemmend. Durch NO werden Muskeln und Nerven Vorschäden-auch im Sinne einer Prophylaxe-geschützt. Das Molekül NO ‚Stickstoffmonoxid’ wurde von drei Amerikanern, Robert F. Furchgot, Ferid Murad und Louis Ignarro entdeckt, wofür die drei Wissenschaftler den Medizin-Nobelpreis erhielten. Den Forschern gelang es, die Bedeutung von NO für die Blutversorgung von Organen und dessen Rolle als Botenstoff im Organismus nachzuweisen. (Angele, 2008)

Karutz beschreibt die Wirkung von blauen LED als auch von roten LED. Die Effekte der Erholung der Mitochondrien bei der Bestrahlung mit blauem LED waren höher als bei der Bestrahlung mit rotem LED (Seite 2 der Studie: Resultate) auf Seite 3 unter Fig.1 die Deutlichkeit in einem Diagramm dargestellt. Ebenfalls auch die Bestrahlung mit roten LED brachte diesen Effekt jedoch nicht in dem Ausmaße wie blaues LED. (Wetzel & Karutz, 2013) Die Arbeit von Karutz wurden mit dem Luxxamed HD1000 durchgeführt und sind damit elementare Grundlage für die Entwicklung der LED-Lichttherapie im HD2000.

“The continuous production and release of endothelial nitric oxide (NO) plays an important role in vascular homeostasis by regulating blood vessel tone and inhibiting smooth muscle cell proliferation, blood cell adhesion, and lipid oxidation […] The recovery was drastically accelerated by illumination of mitochondria with blue light resulting in immediate and total recovery of mitochondrial respiratory function (Fig. 1A). Green (530 nm) and red (629 nm) light sources were less efficient. (Dungel et al., 2008)”

Dungel beschreibt in einer Studie aus 2008 die ‘dramatische’ Wirkung von blauem LED auf den Zellstoffwechsel genauer gesagt auf die Funktion der Mitochondrien. Es wurde in der in-vitro Studie eindrucksvoll demonstriert, welche Wirkung die ‚korrekte’ Wellenlänge auf die Produktion von NO im Zellstoffwechsel haben kann. Dabei kristallisierte sich heraus, dass speziell blaues Licht diese Wirkung unterstützt. Während grünes und rotes Licht signifikant geringer in der Wirkung auf NO im Gewebe sind. Dabei stellte Dungel jedoch klar, dass die Eindringtiefe von blauem Licht im Vergleich zu rotem Licht limitierter ist. Photonen mit einer Wellenlänge von 630 nm und 800 nm können im Durchschnitt das Gewebe um bis zu 23 cm penetrieren. (Dungel et al., 2008)

Eine weitere Arbeit zu LED Licht im medizinisch- therapeutischen Einsatz liefert Adamskaya et al .in einem Labormodell zur Behandlung von Wunden mit blauem LED Licht an Ratten. Die Behandlung von Wunden mit einer Low-Level-Laser-Therapie ist bereits nachgewiesen. Dabei wurde fast ausschließlich eine Wellenlänge im infraroten und/oder nahinfrarotem Bereich verwendet. Adamskaya et al. Konnte die die signifikant bessere Wirkung von blauem LED Licht zur Behandlung von Wunden nachweisen. Weiter zeigte die Arbeit, dass sich die mRNA verbesserte. (Adamskaya et al., 2010)

Am Fraunhofer-Institut würde im Frühjahr 2012 eine Studie im Rahmen einer Master-Thesis durchgeführt. Hierbei ging es im Speziellen herauszufinden was die Unterschiede in der Wirkung von rotem und blauem LED-Licht vom medizinischen Standpunkt aus sind. Es wurde bewertet in wie weit die intrazelluläre ATP-Synthese beeinflusst werden kann. Dabei wurden auch Zellaktivität und Zellregeneration betrachtet. In einem weiteren Schritt wurde die Auswirkung auf Entzündungen untersucht. Die Studie wurde in-vitro an humanen Zellkulturen (Keratinozyten und Fibroblasten) durchgeführt.

In der Vorgehensweise wurden die Zellkulturen (unbeschädigt) sowohl mit dem roten LED-Licht als auch mit dem blauen LED-Licht bestrahlt. Die gleiche Vorgehensweise wurde bei Zellkulturen mit Schädigung durchgeführt.

Bei den bisherigen Ergebnissen der Fibroblasten wurde mittels lichtmikroskopischen Aufnahmen beurteilt inwieweit die LED-Lichttherapie des Luxxamed HD1000 schädigend für humane Zellen sein kann. Hierbei wurde eindeutig festgestellt, dass das LED-Licht keinerlei Schädigungen hervorrufen kann.

In den klinischen bzw. labortechnischen Ergebnissen und somit zur Wirkungsweise der LED-Lichttherapie zeigt sich eine intrazelluläre Zunahme von ATP. Hierbei wurde noch zusätzlich differenziert inwieweit unterschiedliche Wirkungen durch das Rote LED-Licht und das blaue LED- Licht hervorgerufen werden. im Speziellen ließ sich festhalten, dass die Bestrahlung durch rotes LED-Licht eine stärkere intrazelluläre Zunahme des ATP Gehalts zur Folge hat. Auch bei der Bestrahlung mit blauem LED-Licht fand eine Zunahme des ATP Gehalts (intrazellulär) statt. Bei den Untersuchungsergebnissen bleibt hierbei sehr stark zu unterstreichen, dass es so gut wie keine Standardabweichung bei den verschiedenen Proben (Zellkulturen) gab was für die Wirkweise der Therapie spricht. Die Zunahme des ATP Gehalts wurde sowohl in unbeschädigten Zellen wie auch in geschädigten Zellen gemessen.

Um auch eine genaue Aussage über die Qualität des Ausheileffektes durch die Nanophotonen LED Lichttherapie treffen zu können wurden verschiedene Phasen des Zellzyklus untersucht. Hierbei ließ sich festhalten, dass die Zellvitalität durch die Bestrahlung mit rotem LED-Licht zunimmt. Die Zellaktivität bzw. die Zellvitalität nekrotischer Zellen nimmt nicht zu. Weiter ist zu beobachten, dass die Zellen nach der Zellteilungsphase durch die Bestrahlung mit rotem LED-Licht in einem höheren Maße in Richtung der Ruhephase treten. Im Gegensatz zum blauen LED-Licht treten die Zellen eher in Richtung der Zellteilungsphase. Aus diesen bereits gemessenen und validierten Ergebnissen lässt sich unweigerlich erkennen, dass die Vorgehensweise in der Therapie für die Anwender des Luxxamed HD1000 vollkommen richtig ist. (Wetzel & Karutz, 2013)

Einer der hauptsächlichen Einsatzbereiche der LED Lichttherapien liegt im Bereich der Schmerztherapie. Da sowohl bei akuten als auch chronischen Schmerzen entzündliche Prozesse vorhanden sind, wurden zwei Entzündungsmediatoren aus der Familie der Zytokine durch das Fraunhofer-Institut beobachtet.

Bei jeder Art von Gewebeverletzung oder Reizung setzt eine Entzündungsreaktion des Körpers ein – ganz gleich, an welchem Ort sie auftritt. Auf eine Verletzung oder Reizung der inneren Organe reagiert der Körper ebenso mit einer Entzündung wie auf eine Schädigung der Gelenke oder der Äußeren Haut. Der mit einer Entzündung einhergehende Schmerz kann einerseits durch eine direkte Verletzung der Nervenzellen verursacht werden. Andererseits schmerzt es schon allein, wenn die entstandene Schwellung auf naheliegende Nerven drückt. Die Hauptursache für die Schmerzentstehung bei Entzündungen ist jedoch die Ausschüttung von bestimmten Schmerz-Botenstoffen. Sie werden von Immunzellen ausgeschüttet und heißen Prostaglandine, Histamin, Bradykinin etc. Eine sekundär chronische Entzündung entsteht demnach, wenn die heilenden Entzündungsprozesse zu schwach oder aus anderen Gründen erfolglos verlaufen und somit ineffizient sind.

In diesem Stadium werden nun zwar die Entzündungssymptome schwächer – inklusive der Schmerzen. Doch bleibt die Entzündung bestehen, ohne je ganz auszuheilen. (Müller, 2013; Nürnberger, Hasse, & Pommer, 2010)

Ansätze der biochemischen Wirkung bei LED-Licht sind bereits durch vielseitige Forschungen an der Low Level Lasertherapie aufgedeckt worden. Dabei handelt es sich wie bie der Nanophotonen LED-Lichttherapie um eine alternativmedizinische Therapie zur Schmerzreduktion, Behandlung von Wunden und Entzündungen. Generell wird Licht von Gewebe der menschlichen Haut absorbiert, reflektiert und gestreut. Dabei werden, abhängig von der Wellenlänge, Frequenz, Intensität, Koheränz und Zeit lichtabsorbierende Einheiten innerhalb der Mitochondrien und der Zellmembran angeregt. (Barolet, 2008; Wetzel & Karutz, 2013)

Bei der Studie mit dem Luxxamed HD1000. Die LED Licht Therapie konnte der Konzentrationserhöhung von IL-6 und IL-8 durch das bakterielle Toxin LPS entgegenwirken. Insbesondere die Bestrahlung mit blauem Licht führte zu einer Verringerung des Gehaltes an IL-6 um 17,8 % und des Gehaltes an IL-8 um 21,3 %. Da diese beiden Zytokine proinflammatorisch sind, bedeutet dies, dass die Entzündungsreaktion unterbunden wird und somit eine entzündungshemmende Wirkung der Lichttherapie mit dem Luxxamed HD1000 nachgewiesen wurde.

„Das Gesamtresümee der vorliegenden Arbeit ist, dass der Einsatz der Nanophotonentechnologie LED-Lichttherapie stimulierend auf die Stoffwechselprozesse der humanen Hautzellen wirkt, den Ausheileffekt signifikant beeinflusst. Die in der Praxis angewandte Kombination aus rotem und blauem LED-Licht in zeitlich wechselnden Intervallen wirkt dementsprechend auf vielen Ebenen anregend auf den Stoffwechsel der Zellen. Die Nanophotonentechnologie LED-Lichttherapie besitzt somit ein großes Potential in der Alternativmedizinischen Behandlung von Entzündungen, der Wundheilung sowie der Schmerztherapie.“ (Wetzel & Karutz, 2013)

Literaturverzeichnis

Adamskaya, N., Dungel, P., Mittermayr, R., Hartinger, J., Feichtinger, G., Wassermann, K., … van Griesven, M. (2010). Light therapy by blue LED improves wound healing in an excision model in rats. Injury, Int. J. Care  Injured, (42), 917–921.

Angele, C. (2008, October 14). Der Nobelpreis für NO [Informationsseite]. Retrieved April 10, 2017, from http://www.medizin-netz.de/wissenswertes/stickstoffmonoxid-no-ein-kleines-molekuel-mit-grosser-wirkung/

Barolet, D. (2008). Light-Emittin Diodes (LED) in Dermatology. Seminars in Cutaneous Medicine and Surgery, (27), 227–238.

Dungel, P., Mittermayr, R., Haindl, S., Osipov, A., Wagner, C., Redl, H., & Kozlov, A. (2008). Illumination with blue light reactivates respiratory activity of mitochondria inhibited by nitric oxide, but not by glycerol trinitrate. Elsevier, (471), 109–115.

Müller, M. (2013). Chirurgie: für Studium und Praxis (12th ed.). Medizinische Vlgs- u. Inform.-Dienste.

Wetzel, C., & Karutz, A. (2013, June 3). Ermittlung des Einusses der Nanophotonentechnologie auf invitro Zellkulturen (Master-Thesis). Internationale Hochschule Zittau, Zittau.

 

 

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