Die Photobiomodulationstherapie (PBMT), auch bekannt als Biostimulation oder Low-Level-Lasertherapie (LLLT, Lasergeräte der Klasse 3B) und High-Level-Lasertherapie (HLLT, Lasergeräte der Klasse 4), ist eine nicht-invasive Behandlungsmethode. Sie nutzt Lichtquellen wie Laser oder z.T. auch LEDs im sichtbaren roten (600–700 nm) und nahinfraroten (700–1100 nm) Spektrum. Wellenlängen über 950 nm haben eine geringe Eindringtiefe und erwärmen das Gewebe unnötig (aufgrund der Absorption durch Wasser).

Im Gegensatz zu chirurgischen Lasern zerstört die PBMT kein Gewebe, sondern induziert photophysikalische und photochemische Reaktionen auf zellulärer Ebene. Die Ausgangsleistung eines LLLT-Lasers beträgt typischerweise maximal 500 mW, während HLLT mehrere Watt erreichen kann; typische Anwendungen arbeiten mit etwa 15 W im Dauerstrichbetrieb.

Eine spezielle Form der Low-Level-Lasertherapie (LLLT) nutzt gepulste Laser wie den LaserPen und Physiolaser, der Spitzenleistungen von bis zu 100 W erreichen kann. Die Pulsdauer (Tastverhältnis, Gleichstrom) liegt je nach Pulsfrequenz zwischen etwa 100 und 200 Nanosekunden.

Ein moderner Therapielaser sollte neben einer geeigneten Wellenlänge und ausreichender Leistung auch die Möglichkeit zur Modulation und Frequenzsteuerung bieten. Idealerweise sind therapeutisch relevante Frequenzen vorprogrammiert und leicht zugänglich.

Drei Parameter sind für den Therapieerfolg besonders entscheidend:

• Die optimale Laserwellenlänge, die maßgeblich die Eindringtiefe des Lichts (optisches Fenster) bestimmt.

• Die geeignete Laserleistung, die die Zellaktivität und den Energiezuwachs beeinflusst.

• Die korrekte Lasermodulationsfrequenz, die eine gezielte Stimulation und Steuerung der Therapie auf Informationsebene ermöglicht.

Der Laserstrahl stellt ein sanftes und dennoch wirkungsvolles therapeutisches Instrument dar. Selbst ein Laser mit geringer Leistung von nur 1 mW bei einer Wellenlänge von 670 nm emittiert etwa 3 × 10¹⁵ Photonen pro Sekunde und verdeutlicht damit sein signifikantes biologisches Potenzial. Die Eindringtiefe in die Haut hängt von verschiedenen Faktoren wie Hautfarbe und Gewebetyp ab.

Eine sachgemäße Laseranwendung kann vielfältige Reaktionen in lebenden Organismen auslösen. Die zugeführte Laserenergie wird von Geweben und Zellen absorbiert, was zu einem gesteigerten Zellstoffwechsel führt. Dieser Effekt wird primär durch die Aktivierung der mitochondrialen Atmungskette und die daraus resultierende Steigerung der ATP-Produktion vermittelt.

Laut Tina Karu und Kollegen gilt die Cytochrom-c-Oxidase als wichtiger Photorezeptor, wenn Zellen monochromatischer roter und nahinfraroter Strahlung ausgesetzt sind. Es wurden mehrere primäre Wirkmechanismen vorgeschlagen:

Veränderungen der Redoxeigenschaften von Komponenten der Atmungskette.

Photoanregung von Elektronenzuständen führt zur Bildung von Singulett-Sauerstoff und zu einer lokalisierten, vorübergehenden Erwärmung absorbierender Chromophore.

Es kommt zu einer erhöhten Produktion von Superoxidanionen, gefolgt von erhöhten Wasserstoffperoxid-Konzentrationen (H₂O₂) als Dismutationsprodukt.

Die Aktivierung einer Kaskade intrazellulärer Prozesse beinhaltet Veränderungen zellulärer Homöostaseparameter wie des intrazellulären pH-Werts (pHi), der intrazellulären Calciumkonzentration [Ca²⁺]i, des zyklischen AMP (cAMP), des Redoxpotentials (Eh) und des ATP-Spiegels. Diese Prozesse werden als Teil eines photobiologischen Signaltransduktions- und -verstärkungsmechanismus (sekundäre Mechanismen) interpretiert.

Diese Mechanismen tragen gemeinsam zu den in der Photobiomodulation beobachteten therapeutischen Effekten bei.

Literaturhinweise:

Tina Karu, Institut für Laser- und Informationstechnologien, Russische Akademie der Wissenschaften, Troizk, Oblast Moskau, Russische Föderation

Weiterführende relevante Arbeiten finden sich in den Publikationen von:

Herbert Klima, Atominstitut der Österreichischen Universitäten, Wien, Österreich

Helmut Walter, Deutschland

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