FOTOBIOMODULACIJA Igor FRANGEŽ, dr. med. , dr. dent. med FOTOBIOMODULACIJA Igor FRANGEŽ, dr.med., dr.dent.med. Rebeka Strgar, abs. Kemije in Biologije Tina Tavčar, m.s., abs. BF d.o.o. 23.4.2009

SVETLOBNA LED TERAPIJA JE FIZIKALNI PRISTOP, KI DOPOLNJUJE ZDRAVLJENJE RAZLIČNIH BOLEZNI IN POŠKODB.

FOTOBIOMODULACIJA uravnavanje celičnih procesov s pomočjo natančno določenih svetlobnih režimov. 3 / 35

Uvod SPLOŠNI UČINKI NEKOHERENTNE SVETLOBE so dokazani na: - molekularnem, - celičnem, - tkivnem, - sistemskem nivoju. 4 / 35

Valovne dolžine LED primerne za fototerapijo 5 / 35

Najnovejše klinične raziskave razširitev terapevtskega okna λ 600-1000 nm zdravljenje kroničnih inficiranih ran λ 630 nm (inhibicija P. aeruginosa, E. coli) 6 / 35

LED (light emitting diodes) Svetloba v območju svetlobnega spektra (670 do 950 nm) FOTOTERAPEVTSKO OKNO ABSORPCIJA RDEČE IN NIR svetlobe v kromoforah (primarni učinki) TRANSDUKCIJA FOTOSIGNALA do FOTOBIOLOŠKEGA odgovora (sekundarni učinki) ODZIV TKIVA (terciarni oz. terapevtski učinki) 7 / 35

1.Fototerapevtsko okno 8 / 35

1.1 Primarni učinki - vzbujeni s svetlobo - iniciacija reakcij prostih radikalov po absorbciji svetlobe v kromoforah

1.2 Sekundarni učinki (odgovor na primarne učinke) iniciacija sinteze proteinov in citokininov porast baktericidne aktivnosti aktivacija celične proliferacije 10 / 35

1.3 Terciarni učinki / KLINIČNI UČINKI/ TERAPEVTSKE APLIKACIJE - Celjenje ran - Povečana prekrvavitvev in limfni pretok - Regeneracija - Imunomodulacija - Analgezija - Biostimulacija - Redukcija eksudata - Hemostaza - Modulacija vnetja (v začetku ga podpre, v zadnjih fazah omeji) - Antinevralgičen, antidematozni, spazmolitični učinek 11 / 35

Stimulira celjenje ran Transdukcija fotosignala od absorbcije svetlobe do fotobiološkega odgovora ↑ proliferacija fibroblastov ↑ celični metabolizem ↑sinteza kolagena ↑ transformacija miofibroblastov ↑ sproščanje rastnih faktorjev ↑ sproščanje encimov ↑ neoangiogeneza ↑celična viabilnost ↓aktivnost C-vlaken ↓ vnetje ↑resorbcija edema ↑ regeneracija limfnih žil ↑ cirkulacija krvi 12 / 35 Analgetični učinek Stimulira celjenje ran

2. Indikacije za uporabo LED RANE, OPEKLINE IN BRAZGOTINE MIŠIČNO-SKELETNE POŠKODBE NEVROPATIJE KONTROLA BOLEČINE IMUNSKI SISTEM REHABILITACIJA PO KAPI HERPESI (viruciden učinek) DENTALNA MEDICINA 13 / 35

2.1 RANE, OPEKLINE IN BRAZGOTINE Celjenje tkiva proces, ki vključuje lokalne in sistemske odzive. Vključuje mnoge celice: FIBROBLASTI KERATINOCITI ENDOTELIJSKE CELICE CELICE imunskega sistema Encime: KATALAZA SUPEROKSIDNA DISMUTAZA (SOD) Rastne faktorje: bFGF VEGF Fotobiomodulacija podpre te procese in ob primerni valovni dolžini, odmerku fotonov iradianci in lokalnih pogojih: Modulira vnetje Zmanjša bolečino Pospeši celično proliferacijo PROCES ZDRAVLJENJA RANE 14 / 35

2.1.1 TIPI RAN, KI SE ODZIVAJO NA FOTOBIOMODULACIJO AKUTNE IN KRONIČNE RANE OKUŽENE RANE PRELEŽANINE IN RAZJEDE OPEKLINE ODVZEMNA MESTA ZA KOŽNE PRESADKE POOPERATIVNE RANE RANE PO ORALNOKIRURŠKIH POSEGIH POSTRAVMATSKE RANE DIABETIČNE RAZJEDE UČINKI NA ZDRAVLJENJE KRONIČNIH RAN: REDUCIRANI ZNAKI INFEKCIJE REDUCIRANA KOLIČINA IN VONJ EKSUDATA ZMANJŠANJE BOLEČIN PONOVNI ODZIV IMUNSKEGA SISTEMA V VNETNI FAZI Mitohondrijska aktivnost normalizacija cel. funkcije cel. proliferacija, migracija fibroblastov sinteza kolagena in elastina zaprtje rane 15 / 35

2.2 Mišično-skeletni sistem Pospeši okrevanje po poškodbah: - protivnetno delovanje, - izboljša prekrvavitev, - pospeši regeneracijo kostnega, hrustančnega mišičnega in vezivnega tkiva, - zmanjša oteklino. Izboljša gibljivost sklepov pri artritisih in športnih poškodbah. Olajša mišično-skeletno in nevrogeno bolečino. 16 / 35

2.3 Živčni in hormonski sistem Vzpodbuja obnavljanje živčnih vlaken in prevodnost živčnih dražljajev. Poveča izločanje serotonina, endorfinov, enkefalinov Zavira sintezo prostanglandinov in bradikinina blaži bolečino Obnova živčnih vlaken po poškodbah/boleznih (poškodbah hrbtenjače, optični živec) Preprečuje razvoj nevrogene distrofije Izboljša senzorični/motorični odziv pri polinevropatijah Antinevralgičen in spazmolitičen učinek 17 / 35

2.4 Modulira delovanje imunskega sistema Modulira vnetje Vpliva na IgG, IgM, IL-1, IL-2, IL-6, IL-8, TNF-ά, TNF-β, Hsp70, HS90; IL10, TGF-β, corticosteron porastejo v 3-5ih dneh Pozitiven vpliv na integriteto in viabilnost eritrocitov ter ozmotsko odpornost njihovih membran. Povečuje fagocitozno aktivnost makrofagov, aktivira T-limfocite in mastocite Inhibitorni učinek na nekatere vrste bakterij in virucidni učinek 18 / 35

2.5 Stanje po kapi tveganje za ishemično koronarno bolezen smrtnost zaradi koronarne arterijske bolezni učinkovitost zdravljenja srčne mišice z rastnimi dejavniki okrevanje po kapi 19 / 35

2.6 Kontrola bolečine Aktivnost C – vlaken (teorija vrat) previdnost pri nevropatiji - povečanje sinteze endorfinov - upad bradikinina ZMANJŠANJE BOLEČINE 20 / 35

2.7 Stomatologija Rane po ekstrakciji zoba in drugih oralno kirurških posegov Vnetje obzobnega tkiva Afte, razjede, herpes 21 / 35

R in NIR Inficirane rane (λ 630 3-5 J/cm2; 10-30 mW/cm2) Akutne in kronične rane (po protokolu) - Lezije (830 nm; 53mW/cm2; 1,3 J/cm2): histološka biometrična analiza (kontrakcija, obnova veznega in epitelnega tkiva kolagenska vlakna)) Mišično-skeletne poškodbe skeletno-mišična utrujenost in bolečina λ 655nm 0.5-1 J/cm2; 904 nm; 2 J/cm2 tendonitis, pooperativni kapsulitis, miofascialna bolečina (10 mW/cm2 - kumulativna doza 36 J/cm2) Sindrom karpalnega kanala 630 nm; 15 mW/cm2 Tendinitis ahilove tetive 904 nm; 5,4 J/cm2; 20 mW/cm2 Tenosinovitis 2-4 J/cm2 Poškodbe kosti 660 nm; 10 J/cm2 22 / 35

Poškodbe in bolezni živčevja raynaudov sindrom, fibromialgija (2-5 J/cm2) Regeneracija perifernih živcev energijskega metabolizma v nevronih ; 30 J/cm2 (kumulativna doza); sinteza proteinov, ki kodirajo apoptozo celic Kronična bolečina (830 nm; 60 mW/cm2) - akutna vnetna bolečina (630 nm; 2,5 J/cm2; oteklina in bolečina (delovanje na nociceptorje) 23 / 35

3. Kontraindikacije 3.1 Absolutne - maligni karcinom - hipertireoza - epilepsija - direktna izpostavljenost mrežnice - nosečnost 24 / 35

- vročinska stanja in infekcijske bolezni - velike izgube krvi 3.2 Relativne - vročinska stanja in infekcijske bolezni - velike izgube krvi maligne hematološke bolezni obsevanje na območju spolnih žlez 25 / 35

- področje epifiz mladostnikov in nezraščenih fontanel 3.3 Previdnostni ukrepi - kaheksija - sindrom izgorelosti - področje epifiz mladostnikov in nezraščenih fontanel - srčni spodbujevalnik - imunosupresivi - sladkorni bolniki 26 / 35

4. Uporaba BFS 7 različnih frekvenc nižje frekvence (1 - 4) uporabljamo za vzpodbujanje delovanja celic in regeneracijo višje frekvence (5 - 7) za pomirjanje in odpravo bolečin kombinacije različnih frekvenc okrepijo učinke delovanja 27 / 35

4.1 Učinek izbranega programa (frekvence) F1: Spodbuja aktivnost celic.   F2: Deluje protivnetno, spodbuja imunski sistem, pospešuje okrevanje.   F3: Stimulativno deluje na tkiva ektodermalnega izvora. F4: Stimulativno deluje na tkiva endodermalnega izvora, povečuje krvni in limfni pretok. Vpliva tudi na prevajanje po živčnih vlaknih.   F5: Stimulativno deluje na tkiva mezodermalnega izvora. F6: Dopolnjuje nastavitvi 3 in 5.   F7: Deluje protibolečinsko. 28 / 35

5. Aplikacija (načini uporabe) Neposredno na prizadeto mesto.

Preko povoja, gaze ali obliža.

Obsevanje v oddaljenosti 0.5 – 1 cm. Ko obsevamo predele na obrazu imamo oči zaprte.

5.1 Led izvedba za medicinsko uporabo Akutne in kronične rane, ulkusi, preležanine, opekline, Mišično-skeletne poškodbe Degenerativne mišično –skeletne bolezni (artritisi, artralgije) Nevropatije Pasavec 32 / 35

Zaključek LED (NIR in R svetlobe) programirani cikli delovanja praktična, atestirana, samo uporabniška in medicinska izvedba, cenejše, prenosne, E varčnejše, širši spekter

Avtorji inovacije Votan Balder Institut Jožef Stefan Fakulteta za elektrotehniko Fakulteta za matematiko in fiziko 23.4.2009