Methylenblo a Liichtexpositioun: Wellelängt, Bestralungsstäerkt a Behandlungsgeometrie

Zwou Publikatioune berichten, datt si Methylenblo enger Liichtdosis vun 10 J pro Quadrat-cm ausgesat hunn. Déi eng deet Bakterien dout. Déi aner bewierkt näischt Moossbares. Wien nëmmen d'Dosis vergläicht, schléisst doraus, datt d'Fuerschungsfeld inkonsistent ass. D'Fuerschungsfeld ass konsistent. D'Dosis war ni déi ganz Expositioun.

Eng Liichtexpositioun ass e klenge System vu Parameteren, déi zesummewierken: Wellelängt, Bestralungsstäerkt, Dauer, déi doraus resultéierend Fluenz, Sauerstoffverfügbarkeet, Faarfstoffkonzentratioun an Aggregatiounszoustand, den Zäitofstand tëscht Faarfstoff a Liicht an den optesche Wee, deen d'Liicht tatsächlech duerch d'Prouf zeréckleet. Wann ee Parameter ännert, ännert d'Photochemie. Dësen Artikel geet all Parameter duerch an ënnerscheet duerno Photobiomodulatioun mat noen Infrarout vun direkter Photoaktivéierung vum Faarfstoff, well dës zwou Modalitéiten am heefegste matenee verwiesselt ginn.

D'Wellelängt bestëmmt, ob de Faarfstoff bedeelegt ass

Methylenblo am Waasser absorbéiert als Monomer rout Liicht staark, mat engem Maximum bei ongeféier 664 bis 665 nm an enger Schëller bei enger méi kuerzer Wellelängt vun ongeféier 610 nm. Dës Schëller gëtt méi staark, wann de Faarfstoff sech zu Dimeren a méi grousse Stapelen zesummelageréiert. Déi molar Extinktioun beim Maximum läit an der Gréisstenuerdnung vu 65,000 bis 85,000 M-1 cm-1, soudatt scho mikromolar Léisungen intensiv blo sinn. Déi fréi photochemesch Iwwersiicht iwwer Methylenblo mat DNA a biologesche Substrater dokumentéiert dëst Absorptiounsverhalen an déi uschléissend Chimie vun den ugereegten Zoustänn: D'Absorptioun besetzt e kuerzliewege Singulettzoustand, vun deem aus en Iwwergang an e méi laangliewegen Triplettzoustand stattfënnt, mat berichteten Ausbezuele vun ongeféier 0.5. An enger belëfter Léisung gëtt dësen Triplettzoustand bannent ongeféier 2 Mikrosekonne vum Sauerstoff geläscht.

Bei dësem Läschschrëtt ginn déi zwee photochemesch Weeër auserneen. An der Typ-II-Chimie iwwerdréit de Faarfstoff am Triplettzoustand Energie op Sauerstoff am Grondzoustand a produzéiert Singulettsauerstoff, mat dacks zitéierten Ausbezuele vun ongeféier 0.52. An der Typ-I-Chimie iwwerdréit de Triplett amplaz en Elektron oder Waasserstoff op e Substrat a produzéiert Radikaler, dorënner Superoxid- an Hydroxylspezies. Béid Weeër kënne gläichzäiteg oflafen, an de konventionelle photodynameschen Effekt bleift staark vum Sauerstoff ofhängeg, och wann Typ I dozou bäidréit.

Fir d'Auswiel vun der Wellelängt fir Methylenblo ergëtt sech eng einfach Reegel. Rout Liicht vun ongeféier 630 bis 680 nm iwwerlappt d'Absorptiounsband vum Faarfstoff, woubäi 660 bis 665 nm no beim Maximum vum Monomer leien. Et kann also iwwerall do d'Chimie vum Photosensibilisator undreiwen, wou eng relevant Quantitéit Faarfstoff präsent ass. Noen Infrarout bei 810 nm läit wäit ausserhalb vun der Absorptiounsband vum Grondzoustand an ass dofir eng schlecht Wellelängt fir de Faarfstoff direkt unzereegen. D'Konzentratioun mécht d'Bild op eng konkret Manéier méi komplex: Mat steigender Konzentratioun läit méi Faarfstoff an dimeren an aggregéierte Formen vir, déi a Richtung 610 nm absorbéieren a pro Moleküll manner effizient photosensibiliséieren. Eng Verdueblung vum Faarfstoff verduebelt also net den Effekt. Déi begleedend Iwwersiicht iwwer Methylenblo mat Routliichttherapie behandelt dës Absorptiounsreegel als Viraussetzung fir all photosensibiliséiert Reaktioun.

Bestralungsstäerkt, Dauer a Fluenz sinn dräi Parameteren, net een

D'Fluenz, a J pro Quadrat-cm, ass d'Bestralungsstäerkt multiplizéiert mat der Zäit. Wann nëmmen d'Fluenz uginn ass, bleift verstoppt, wéi séier d'Energie ukomm ass, an dës Vitess spillt eng Roll.

Eng héich Bestralungsstäerkt iwwer eng kuerz Zäit an eng niddereg Bestralungsstäerkt iwwer eng laang Zäit kënnen déi selwecht Fluenz erginn, awer mat ënnerschiddlecher Chimie. Eng héich Bestralungsstäerkt verbraucht opgeléiste Sauerstoff méi séier, wéi d'Diffusioun en ersetzt. Dat bremst de sauerstoffofhängegen Typ-II-Wee am Laf vun der Expositioun. Si féiert och Wäermt zou, an de Gewëss reagéiert op d'Erwiermung mat Ännerunge vum Bluttfloss, déi souwuel d'Sauerstoffversuergung wéi och d'Verdeelung vum Faarfstoff veränneren. Eng niddereg Bestralungsstäerkt iwwer eng laang Expositioun hält d'Sauerstoffversuergung oprecht, gëtt awer Reparatur- a Reoxygenéierungsprozesser Zäit, schonn während der Expositioun ze wierken. Léierbicher iwwer Photochemie nennen d'Unnam, datt nëmmen d'Gesamtdosis zielt, Reziprozitéit. Si gëllt net méi, soubal Sauerstoff, Erwiermung oder biologesch Prozesser matwierken, wat am Gewëss bal ëmmer de Fall ass.

Antimikrobiell photodynamesch Expositioune mat Methylenblo beim Mënsch benotzen dacks 6 bis 18 J pro Quadrat-cm, wat sech mat Wäerter aus der Photobiomodulatioun iwwerlappt. D'Fluenz eleng kann d'Modalitéit dofir net identifizéieren. Eng Expositioun vun 10 J pro Quadrat-cm bei 660 nm an engem mat Faarfstoff beluedene Gewëss ass Photochemie, déi vum Photosensibilisator ugedriwwe gëtt. Déi selwecht Fluenz bei 810 nm an engem Gewëss mat Spuere vu Faarfstoff ass eppes ganz aneres. D'Zuel ass déiselwecht. D'Konzept ass anescht.

Den optesche Wee an d'Proufgeometrie bestëmmen, op wat d'Liicht trëfft

D'Beer-Lambert-Verhalen bedeit, datt déi viischt Säit vun enger Prouf vill méi Liicht kritt wéi déi hënnescht. An enger Küvett mat enger Faarfstoffkonzentratioun vun e puer Zéng Mikromol pro Liter kann den éischte Millimeter de gréissten Deel vum afalende roude Liicht absorbéieren, soudatt déi méi déif Schichten praktesch net bestralt ginn. Wann déi selwecht Léisung mat engem klenge Volume an eng flaach Kavitéit kënnt, gëtt d'Expositioun bal gläichméisseg. Dee selwechte Faarfstoff, déi selwecht Luucht, déi selwecht Fluenz un der Uewerfläch, awer en anert Resultat.

Am Gewëss kënnt zur Absorptioun nach Streuung dobäi. Rout Liicht bei ongeféier 660 nm dréngt an der Gréisstenuerdnung vu Millimeter an, woubäi déi genee Déift vum Bluttgehalt, der Pigmentéierung an dem Gewëssstyp ofhänkt. Kavitéite bréngen hir eegen Artefakter mat: Lënseneffekter vum Meniskus, Reflexioune vun de Wänn, Ofschiedung vun de Kavitéiten um Rand an Erwiermung vu klenge Volummen ënner der Liichtquell. Zwee Laboratoiren, déi identesch Luuchtenastellungen, awer ënnerschiddlech Plackentypen, Volummen oder Ofstänn zur Quell uginn, hunn ënnerschiddlech Experimenter duerchgefouert.

Den Ofstand verdéngt besonnesch Opmierksamkeet, well en déi heefegst net dokumentéiert Variabel ass. D'Bestralungsstäerkt hëlt mam Ofstand vun enger net kolliméierter Quell séier of. Eng Luucht, déi vun 2 cm op 5 cm iwwer der Plack verréckelt gëtt, kann d'Bestralungsstäerkt also ëm e puer Mol reduzéieren, obwuel de Methodenofschnëtt nach ëmmer d'selwecht liest. Ouni eng gemoosse Bestralungsstäerkt un der Proufuewerfläch si publizéiert Fluenzen, déi aus de Leeschtungsangabe vum Hiersteller berechent goufen, Schätzungen an net Miessungen.

Kommentéierte Parameterguide: wat eng Expositioun reproduzéierbar mécht

Dat fir dës Säit erstallt Material ass eng Checklëscht. Eng Liichtexpositioun an enger Studie, bei där dës Angaben feelen, kann net mat enger anerer verglach ginn, egal wéi änlech déi prominent uginn Dosis ausgesäit.

1. Wellelängt a Bandbreet. Maximum a voll Breet, net nëmmen e Faarfnumm. Rout LED-Liicht deckt 630 bis 680 nm of, mat ganz ënnerschiddlecher Faarfstoffabsorptioun.
2. Bestralungsstäerkt un der Proufuewerfläch, gemooss, a mW pro Quadrat-cm. D'Wattzuel vum Hiersteller ass keng Bestralungsstäerkt.
3. Dauer a Pulséierung. Kontinuéierlech géintiwwer gepulster Bestralung, mat Pulsfrequenz an Tastverhältnis, wa se relevant sinn.
4. Fluenz, berechent aus dem uewe genannte gemoossene Parameterpuer, a J pro Quadrat-cm.
5. Faarfstoffkonzentratioun, Formuléierung an Aggregatiounszoustand. De Monomer bei ongeféier 664 nm photosensibiliséiert anescht wéi Aggregater bei ongeféier 610 nm.
6. Intervall tëscht der Faarfstoffverabreichung an der Bestralung. Minutten bis Stonnen tëscht der Verabreichung vum Faarfstoff an der Bestralung bestëmmen, wou de Faarfstoff ass, wann d'Liicht ukënnt.
7. Sauerstoffversuergung. Eng belëfter Léisung am Verglach mat hypoxeschem Gewëss verännert d'Gläichgewiicht tëscht Typ I an Typ II direkt.
8. Geometrie. Proufdéift, Volume, Behältertyp, Ofstand a Wénkel vun der Quell an Déift vum Zilge wëss.

Eng nëtzlech Gewunnecht beim Liese vu Publikatiounen: Kuckt fir d'éischt den Intervall tëscht der Faarfstoffverabreichung an der Bestralung no. En weist d'Absicht. Photodynamesch Studien bestrale bewosst Gewëss, dat mat Faarfstoff belueden ass. Kombinatiounsstudie kënnen déi zwee bewosst trennen, wéi hei ënnendrënner.

Photobiomodulatioun mat noen Infrarout ass keng Photoaktivéierung vum Faarfstoff

Photobiomodulatioun, meeschtens PBM ofgekierzt, benotzt rout oder no-infrarout Liicht, fir endogen Signalprozesser ze moduléieren, ouni e Photosensibilisator derbäizesetzen. Photodynamesch Therapie, meeschtens PDT ofgekierzt, benotzt dräi Komponente zesummen: Liicht, dat de Sensibilisator absorbéiert, de Sensibilisator selwer a Sauerstoff, fir kuerzfristeg eng grouss Quantitéit u reaktive Spezies ze bilden, déi d'Zil beschiedegen. Eng Iwwersiicht iwwer Mitochondrien als Zil fir Neuroprotektioun kombinéiert Methylenblo mat PBM, well si aus ënnerschiddleche Richtungen op d'Zellootmung awierken: De Faarfstoff wierkt als katalytesche Redoxzyklus-Vermëttler, deen den Elektronefloss ënnerstëtzt, wärend fir PBM d'Hypothees besteet, datt si d'Oftrennung vun hemmendem Stickstoffmonoxid vun der Cytochrom-c-Oxidase um Komplex IV fërdert. Dësen Enzymmechanismus soll weiderhin als Hypothees bezeechent ginn.

Déi zwou meescht zitéiert Kombinatiounsstudie bei Mais benotze béid 810 nm Liicht. Genee dowéinst weisen si keng Photoaktivéierung vum Faarfstoff no. An enger Studie iwwer Virbehandlung viru Schlofentzuch kruten d'Mais virum Schlofentzuch all Dag Methylenblo mat 0.5 mg pro kg, all zweeten Dag e gepulsten 810 nm Laser oder béides. Déi kombinéiert Virbehandlung huet gediechtnesbezunne Verhalensleeschtungen a synaptesch Proteinnen am Hippocampus geschützt, wärend déi eenzel Behandlungen gréisstendeels ouni Erfolleg bliwwe sinn. An enger Studie iwwer chronesche Stress mat begleedender Behandlung kruten d'Mais 810 nm PBM mat 8 J pro Quadrat-cm zesumme mat deeglechem Faarfstoff mat 0.5 mg pro kg. De Laser gouf fir d'éischt applizéiert an de Faarfstoff zwou Stonne méi spéit injizéiert, ausdrécklech fir ze vermeiden, datt mat Faarfstoff beluedene Gewëss bestralt gëtt. All dräi Studienaarmen hunn d'Léierdefiziter réckgängeg gemaach, mat engem additive Virdeel virun allem beim Serumkortisol an de reaktive Sauerstoffspezies am Gehier. Dës Resultater testen zwou mitochondrial Interventiounen, déi zesumme benotzt ginn. D'Sammlung vu photodynamesche Studien hält dësen Ënnerscheed siichtbar, andeems si d'Wellelängt fir all Indikatioun erfaasst.

D'Evidenz fir d'Haut läit op där anerer Säit. D'Donnéeë beim Mënsch iwwer Methylenblo zesumme mat Liicht op der Haut konzentréiere sech op 630 bis 680 nm, mat topesch oder intralesional applizéiertem Faarfstoff an dem Zil, Gewëss ze zerstéieren oder ëmzebauen. Dat ass per Definitioun PDT. Dës dokumentéiert Opléisung als Beweis unzeféieren, datt de Faarfstoff PBM verstäerkt, oder e positiven Effekt bei Mais mat 810 nm als Beweis unzeféieren, datt e 660 nm Panel plus Faarfstoff e Protokoll fir d'Kognitioun ass, vermëscht d'Modalitéiten. D'Referenz iwwer Doséierung a Pharmakologie an de Guide iwwer Sécherheet a Wiesselwierkunge féieren d'Aspekter iwwer Konzentratioun a Kontraindikatioune méi wäit aus.

Benennt d'Konzept, éier Dir Zuele vergläicht. D'Wellelängt bestëmmt, ob de Faarfstoff absorbéiert. D'Bestralungsstäerkt an d'Dauer bestëmmen, wat d'Chimie mat där Absorptioun mécht. D'Geometrie bestëmmt, wéi en Deel vun der Prouf iwwerhaapt eppes dovun erlieft. Zwou Expositiounen, déi bei engem Parameter iwwereneestëmmen a bei deenen aneren ënnerschiddlech sinn, sinn ënnerschiddlech Experimenter. Si als austauschbar ze behandelen, ass dee Feeler, deen dëse Guide verhënnere soll. Aus all deem ergëtt sech kee Protokoll fir doheem; Liicht mat enger kompatibeler Wellelängt zesumme mat systemesch verabreichtem Faarfstoff verwandelt eng soss moduléierend Expositioun a Photochemie, déi vun engem Photosensibilisator ugedriwwe gëtt an a klinesch Hänn gehéiert.