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Blaues LED-Licht: Unterschied zwischen den Versionen

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== Definition ==
 
== Definition ==
Lichtemittierende Dioden (LEDs) sind sehr effiziente, langlebige und kompakte Lichtquellen. Der Wellenlängenbereich der Farbe Blau reicht von etwa 450 bis 490 nm, wobei die spektrale Selektivität von LEDs den Einsatz maßgeschneiderter [[Wellenlänge]]n und Wirkungen ermöglicht.
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Bei '''blauem LED-Licht''' handelt es sich um sichtbares Licht der [[Wellenlänge]] 400 bis 490 nm, das von lichtemittierenden Dioden (LEDs) erzeugt wird. Es wird sporadisch im Sinne der [[Alternativmedizin]] in der Schmerztherapie und in der [[Dermatologie]] eingesetzt. Die Wirksamkeit der Methode ist nicht ausreichend belegt und daher umstritten.  
  
== Funktionsweise ==
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== Hintergrund ==
Die aus Halbleitermaterialien bestehenden LEDs bieten nicht nur eine sehr hohe Energieeffizienz, sondern auch eine sehr lange Lebensdauer bei extrem kompakter Bauweise. Dies ist einerseits dadurch bedingt, dass Leuchtdioden etwa im Gegensatz zu Glühlampen nicht über einen empfindlichen Glühfaden verfügen. Dadurch sind sie sehr stabil und wartungsfrei. Andererseits ist ihr Energieverbrauch bei gleicher abgestrahlter Lichtleistung wesentlich geringer. Dies wird durch eine besondere Funktionsweise gewährleistet, die aufgrund sehr effizienter Strahlungsprozesse eine weitaus größere Lichtausbeute ermöglicht. Ein weiterer Vorteil, vor allem für die medizinische Anwendung, besteht in der spektralen Selektivität, wodurch die Notwendigkeit zusätzlicher Filter zur Eingrenzung des Strahlungsspektrums entfällt. Dies ermöglicht die Untersuchung biologischer Effekte bei bestimmten Wellenlängen und mit sehr hohen Intensitäten über die gesamte bestrahlte Fläche.(1)
+
Die in der Medizin eingesetzten LEDs sollen höhere Intensitäten erreichen als die LEDs üblicher Lichtquellen. Sie werden gepulst betrieben, so dass ihre Licht- bzw. Strahlungsleistung moduliert wird.
  
LEDs werden im Niedervoltbereich betrieben, sind extrem langlebig und enthalten kein [[Quecksilber]], so dass diese Leuchtmittel im Vergleich zu anderen sicherer und umweltfreundlicher sind. Die hohe Fluenz von blauem LED-Licht der untersuchten Wellenlänge, d. h. die hohe Anzahl emittierter Lichtteilchen (Photonen) pro Fläche, gewährleistet außerdem eine hohe Durchdringung im menschlichen Gewebe.  
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Blaues LED-Licht kann oberflächliche Hautschichten durchdringen und möglicherweise körpereigene Prozesse positiv beeinflussen. Bis zu einer täglichen Strahlungsdosis von 250 J/cm² ist es nicht toxisch, soll also keine schädigende Wirkung auf Hautzellen haben.<ref>Kolb-Bachofen, V. Abschlussbericht zum BMBF-Verbundprojekt. Universität Düsseldorf; 2010 </ref>
  
== Einsatzgebiete ==
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==Medizinische Anwendung==
Wurden lichtemittierende Dioden (LED) bislang primär als Leuchtmittel in der Allgemeinbeleuchtung oder bei Fahrzeugen eingesetzt, zeigen neue Ansätze auch in weiteren Bereichen Erfolge. Vor allem für den therapeutischen Einsatz sind sie aufgrund ihrer besonderen Funktionsweise von großem Interesse.  
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Blaues LED-Licht wird gelegentlich zur topischen Behandlung der [[Psoriasis vulgaris]] und in der [[Schmerztherapie]] angewendet. Das Verfahren ist keine Standardtherapie und wird auch nicht in den einschlägigen [[Leitlinie]]n erwähnt.
  
== Therapeutischer Einsatz ==
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== Wirkmechanismus==
Die Verwendung von Lichtenergie zu therapeutischen Zwecken ist nicht neu, sie wird bereits für verschiedenste Indikationsgebiete genutzt. Dabei kommen hauptsächlich Wellenlängen im ultravioletten (UV) und [[infrarot]]en (IR) Spektralbereich zum Einsatz. Lichttherapien werden heute vor allem für kosmetische ([[Akne]], Hautalterung) aber auch für medizinische Zwecke ([[Schuppenflechte]], Hautkrebs) eingesetzt.  
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Die genaue Wirkrationale des blauen LED-Lichts ist unklar und überwiegend hypothetisch. Das Licht soll auf zellulärem und subzellulärem Level wirken. Blaues Licht der Wellenlänge 453 nm soll die Produktion des natürlich im Körper vorkommenden Signalmoleküls [[Stickstoffmonoxid]] (Nitric Oxide, NO) anregen. Im Wesentlichen werden drei Effekte für die behauptete therapeutische Wirkung verantwortlich gemacht:
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* Blaues LED-Licht soll die Differenzierung von [[Keratinozyt]]en fördern und deren übermäßige Vermehrung (Hyperproliferation) hemmen. Bei diesem Prozess soll auch die gesteigerte NO-Freisetzung eine Rolle spielen.<ref>Liebmann et al. JID. 130:259-269; 2010</ref> In zwei Studien konnte anhand des LPSI ([[Local Psoriasis Severity Index]]) gezeigt werden, dass blaues LED-Licht geringfügig die Rötung, Verdickung und Schuppung der betroffenen Hautstellen vermindert.<ref> Weinstabl et al. Dermatology, 223: 251-259. 2011</ref><ref>Pfaff et al. Dermatology, 231: 24-34. 2015</ref>
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* Blaues LED-Licht soll entzündungsfördernde Prozesse in der Haut unterdrücken, wie die Freisetzung von [[Zytokin]]en und die Aktivierung von [[T-Zelle]]n durch [[dendritische Zelle]]n.<ref>Fischer et al. Experimental Dermatology, 22:554-563. 2013</ref>
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* Durch die Steigerung der NO-Produktion soll blaues LED-Licht die Durchblutung der Haut fördern,<ref>Opländer et al. Free Radical Biology and Medicine, 65:1363-1377. 2013</ref> so dass diese besser mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt werden kann und Substanzen – beispielsweise schmerzverursachende – theoretisch besser abtransportiert werden können.  
  
Neueste Entwicklungen realisieren eine Integration von LEDs in Textilien oder anderen flexiblen bzw. tragbaren und mobilen Strukturen, was komfortable, diskrete und lokale Behandlungen auch über längere Zeiträume ermöglicht. Dies unterstreicht die besondere Bedeutung von LEDs für therapeutische Anwendungen.
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==Kritik==
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Das Design der klinischen Studien, die sich mit der Wirkung von blauem LED-Licht beschäftigen, ermöglicht keine klaren Aussagen zur Wirksamkeit dieser Therapieform. Die Wirkrationale [[in vivo]] ist nicht hinreichend belegt. Es fehlen [[doppelblind]]e, [[placebokontrolliert]]e Studien mit einer ausreichenden Patientenzahl, die einen Vergleich mit besser dokumentierten Therapieverfahren (z.B. [[PUVA]]) ermöglichen.
  
===Schmerztherapeutischer Einsatz ===
+
== Quellen ==
Aktuelle Untersuchungen belegen verschiedene biologische Effekte von blauem LED-Licht. In diesem Zusammenhang wurde eine völlig neue Wirkungsweise aufgezeigt, die vielversprechende Ergebnisse für die Schmerztherapie bietet und dadurch ein gänzlich neues Indikationsgebiet erschließt.
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<references />
 
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[[Fachgebiet:Allgemeinmedizin]]
==== Wirkungen auf und in der Haut ====
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[[Fachgebiet:Biochemie]]
Bestrahlt man die menschliche Haut mit blauem LED-Licht einer Wellenlänge von 453 [[nm]], wird diese Strahlung absorbiert und induziert verschiedenste schmerzlindernde Prozesse. Zum einen kommt es zur Produktion von thermischer Energie, die durch einen direkten Wärmeübertrag und die anschließende Wärmeleitung ihre Wirkung zeigt. Durch [[Absorption]] der [[Strahlung]] in der menschlichen Haut entsteht zusätzlich lokal Wärme im bestrahlten Areal. Die wohltuenden Effekte von Wärme auf Schmerzprozesse sind bereits bekannt und werden von Patienten therapeutisch geschätzt.(2) Ferner bewirkt die Wärmestrahlung eine Erweiterung der [[Blutgefäß]]e und führt somit zu einer erhöhten [[Durchblutung]] der [[Haut]].(3) 
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[[Fachgebiet:Dermatologie]]
 
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[[Fachgebiet:Physik]]
Neben diesen bereits etablierten Prozessen in der Schmerzbehandlung werden durch das blaue LED-Licht zusätzlich körpereigene biochemische Prozesse initiiert, die bisher für keine andere Therapieform beschrieben wurden. Das blaue LED-Licht bewirkt die nicht-enzymatische Produktion von [[Stickstoffmonoxid]] (NO), das nach erfolgter Lichtexposition auch in tieferen Regionen der [[Dermis]] nachgewiesen werden konnte.(4) Dieser Beobachtung liegt ein natürlicher Prozess zugrunde. Die Haut enthält relativ hohe [[Konzentration]]en von Nitrit und S-nitrosierten Verbindungen(5), die unter Zufuhr von Lichtenergie zerfallen und NO freisetzen. Diese Reaktion wurde bereits im Falle einer [[Bestrahlung]] mit UV-Licht beobachtet.(6)  Dass allerdings analoge Ergebnisse mit blauem LED-Licht erzielt werden können(7),  ermöglicht die Nutzung der NO-induzierten positiven Effekte, ohne die belastenden [[toxisch]]en [[Nebenwirkung]]en von [[UV-Strahlung]] ([[oxidativer Stress]], [[Zelltod]], [[Krebs]]) in Kauf nehmen zu müssen.
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[[Fachgebiet:Physiologie]]
 
+
[[Tag:Blaues Licht]]
Das lokal durch Bestrahlung freigesetzte NO kann nun durch [[Diffusion](8) und in Form stabiler und dennoch bioaktiver [[Derivat]]e durch Transnitrosierungen(9,10), und die [[systemisch]]e Verteilung im [[Blut]] in tiefere [[Hautschicht]]en bis hin zum [[Muskel]] transportiert werden. Dies ermöglicht die rasche Wirkung von NO direkt an den schmerzauslösenden Bereichen.
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[[Tag:Blaulichttherapie]]
 
+
[[Tag:LED-Licht]]
==== Schmerzlindernde Effekte ====
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[[Tag:Psoriasis]]
Die Wirkungen von NO reichen über die [[Induktion]] der [[Vasodilatation]] und somit eine gesteigerte Versorgung von [[Zellen]] mit [[Sauerstoff]] und [[Nährstoff]]en(11) sowie den Abtransport algogener Substanzen bis hin zu anti-oxidativen, anti-[[Inflammation|inflammatorisch]]en und anti-[[Apoptose|apoptotischen]] Effekten, die [[Muskelzelle|Muskel]]- und [[Nervenzellen]] vor Schäden schützen und somit weiteren Gewebeverletzungen vorbeugen können.(12-19) NO zeigt aber auch direkte Wirkungen auf das Schmerzempfinden: So reguliert es zum einen die Freisetzung der [[Substanz P]] und vermindert somit die Schmerzweiterleitung(20), zum anderen spielt NO eine entscheidende Rolle bei der [[Heilung]] verletzter [[Skelettmuskulatur]] und fördert die Reparatur auf verschiedenen Ebenen.(21-24)
+
[[Tag:Schmerztherapie]]
 
+
[[Tag:Schuppenflechte]]
==== Sicherheit ====
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Aktuelle Entwicklungen ermöglichten die Untersuchung der Sicherheit von LED-Lichtquellen zur Anwendung auf der Haut. Es war möglich, die Bestrahlungsintensitäten stark zu erhöhen und somit die Zelltoxizität auch bei Verwendung von sehr hohen Bestrahlungsdosen bei fester Bestrahlungszeit zu bestimmen.(1) Bei derartigen Versuchen konnte festgestellt werden, dass blaues LED-Licht bei einer Zentralwellenlänge von 453 nm und bei Bestrahlungsdosen von bis zu 250 J/cm² gegenüber Hautzellen nicht toxisch ist.(25) Im Vergleich dazu ist UVA-Licht bereits ab einer [[Dosis]] von 30 J/cm² toxisch.
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==== Natürliche Wirkweise ====
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Der große Vorteil dieser Wirkungsweise liegt in seiner Natürlichkeit. Durch blaues LED-Licht werden ausschließlich körpereigene Prozesse angeregt und [[endogen]]es NO freigesetzt, ohne [[chemisch]]e Substanzen bzw. [[pharmakologisch]]e Wirkstoffe von außen zuführen zu müssen. Eventuell schädigende Nebenwirkungen, wie sie bei medikamentösen Behandlungen auftreten können, sind bei der Therapie mit blauem LED-Licht unwahrscheinlich. Dadurch bietet blaues LED-Licht vor allem für Patienten, die die Einnahme chemischer Substanzen vermeiden möchten, eine vielversprechende Behandlungsoption.
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==== Anwendbarkeit ====
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Derzeit werden verschiedene vom Philips Light & Health Venture unterstützte Studien durchgeführt, in denen eine neuartige, mobile Anwendung für Patienten mit milden bis moderaten [[chronisch]]en [[Rückenschmerzen]] untersucht werden. Erste Ergebnisse dieser Tests geben Anlass zur Hoffnung, dass Rückenschmerzpatienten in naher Zukunft eine neue Therapieoption zur Verfügung gestellt werden kann, die eine natürliche Schmerzlinderung bewirkt – und täglich eingesetzt werden kann.
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Referenzen:
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#Born M, Niemann U, Abschlussbericht zum BMBF-Teilprojekt, Philips GmbH Forschungslaboratorien. Aachen, 2010.
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#Gordon TH, Philips Healthcare. 1984.
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#Kamisaki Y et al., J. Neurochem, Vol. 65, pp. 2050–2056, 1995.
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#Filippin LI et al., Nitric Oxide, Vol. 21, pp. 157–163, 2009.
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#Pfeilschifter J et al., Eur J Pharmacol, Vol. 429, pp. 279, 2001.
+
#Ishii Y et al., INT J Cancer, Vol. 103, pp. 161, 2003.
+
#Witte MB et al., Nitric Oxide, Vol. 4, pp. 572, 2000.
+
#Kolb-Bachofen V, Abschlussbericht zum BMBF-Verbundprojekt, Universität Düsseldorf. Düsseldorf, 2010.
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[[Fachgebiet:Biochemie]][[Fachgebiet:Physik]]
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Aktuelle Version vom 25. Januar 2017, 10:41 Uhr

1 Definition

Bei blauem LED-Licht handelt es sich um sichtbares Licht der Wellenlänge 400 bis 490 nm, das von lichtemittierenden Dioden (LEDs) erzeugt wird. Es wird sporadisch im Sinne der Alternativmedizin in der Schmerztherapie und in der Dermatologie eingesetzt. Die Wirksamkeit der Methode ist nicht ausreichend belegt und daher umstritten.

2 Hintergrund

Die in der Medizin eingesetzten LEDs sollen höhere Intensitäten erreichen als die LEDs üblicher Lichtquellen. Sie werden gepulst betrieben, so dass ihre Licht- bzw. Strahlungsleistung moduliert wird.

Blaues LED-Licht kann oberflächliche Hautschichten durchdringen und möglicherweise körpereigene Prozesse positiv beeinflussen. Bis zu einer täglichen Strahlungsdosis von 250 J/cm² ist es nicht toxisch, soll also keine schädigende Wirkung auf Hautzellen haben.[1]

3 Medizinische Anwendung

Blaues LED-Licht wird gelegentlich zur topischen Behandlung der Psoriasis vulgaris und in der Schmerztherapie angewendet. Das Verfahren ist keine Standardtherapie und wird auch nicht in den einschlägigen Leitlinien erwähnt.

4 Wirkmechanismus

Die genaue Wirkrationale des blauen LED-Lichts ist unklar und überwiegend hypothetisch. Das Licht soll auf zellulärem und subzellulärem Level wirken. Blaues Licht der Wellenlänge 453 nm soll die Produktion des natürlich im Körper vorkommenden Signalmoleküls Stickstoffmonoxid (Nitric Oxide, NO) anregen. Im Wesentlichen werden drei Effekte für die behauptete therapeutische Wirkung verantwortlich gemacht:

  • Blaues LED-Licht soll die Differenzierung von Keratinozyten fördern und deren übermäßige Vermehrung (Hyperproliferation) hemmen. Bei diesem Prozess soll auch die gesteigerte NO-Freisetzung eine Rolle spielen.[2] In zwei Studien konnte anhand des LPSI (Local Psoriasis Severity Index) gezeigt werden, dass blaues LED-Licht geringfügig die Rötung, Verdickung und Schuppung der betroffenen Hautstellen vermindert.[3][4]
  • Blaues LED-Licht soll entzündungsfördernde Prozesse in der Haut unterdrücken, wie die Freisetzung von Zytokinen und die Aktivierung von T-Zellen durch dendritische Zellen.[5]
  • Durch die Steigerung der NO-Produktion soll blaues LED-Licht die Durchblutung der Haut fördern,[6] so dass diese besser mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt werden kann und Substanzen – beispielsweise schmerzverursachende – theoretisch besser abtransportiert werden können.

5 Kritik

Das Design der klinischen Studien, die sich mit der Wirkung von blauem LED-Licht beschäftigen, ermöglicht keine klaren Aussagen zur Wirksamkeit dieser Therapieform. Die Wirkrationale in vivo ist nicht hinreichend belegt. Es fehlen doppelblinde, placebokontrollierte Studien mit einer ausreichenden Patientenzahl, die einen Vergleich mit besser dokumentierten Therapieverfahren (z.B. PUVA) ermöglichen.

6 Quellen

  1. Kolb-Bachofen, V. Abschlussbericht zum BMBF-Verbundprojekt. Universität Düsseldorf; 2010
  2. Liebmann et al. JID. 130:259-269; 2010
  3. Weinstabl et al. Dermatology, 223: 251-259. 2011
  4. Pfaff et al. Dermatology, 231: 24-34. 2015
  5. Fischer et al. Experimental Dermatology, 22:554-563. 2013
  6. Opländer et al. Free Radical Biology and Medicine, 65:1363-1377. 2013

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