Selektiv krankmachende Keime bei lokalen Infektionen ohne systemische Nebeneffekte zu zerstören und gleichzeitig Wundheilung zu fördern ist das Ziel in der moderen minimalinvasiven antimikrobiellen Medizin. Nicht zuletzt durch eine zunehmende Vermehrung sog. multiresistenter Keime ist es in den letzten Jahren immer schwieriger geworden dieses Ziel mit dem Einsatz von Antibiotika zu erreichen. Eine lokale Anwendung solcher Arzneimittel kann problematisch sein durch die Möglichkeit von Allergiesierungen und auf Grund selektiver Wirkungsspektren besteht die Möglichkeit von sog. Superinfektionen. Bei systemischer Anwendung zur lokalen Infektionstherapie sind nicht selten Nebeneffekte unvermeidbar um einen ausreichenden hohen Wirkstoffspiegel zu erzeugen. Das Penetrationsvermögen dieser Wirkstoffe kann zudem durch „ leukozytäre Abschirmung“ oder mangelhafte Perfusion eingeschränkt sein. So ist das Interesse an alternativen Verfahren zur lokalen Infektionsbehandlung in den letzten Jahren deutlich gestiegen. Eine Möglichkeit dazu bietet die sog. antimikrobielle photodynamische Therapie (aPDT).
Die Wirkung dieser Therapie beruht darauf, dass durch die Bestrahlung von speziellen Farbstoffen (sog Sensitizer) mit. monochromatischen und
z.T. kohärenten Lichtquellen in Verbindung mit molekularem Sauerstoff kurzzeitig Radikale erzeugt werden sog reactive oxygen species (ROS). Diese Radikalen sind unter bestimmten Bedingungen in der Lage Membranen von z.B. von Bakterien und Pilzen durch eine Redoxkettenreaktion zu zerstören ohne gesundes Gewebe zu schädigen und dadurch bakterizide, fungizide aber z.T auch viruzide Wirkungen zu entfalten oder auch Protozoen zu zerstören. Voraussetzung dafür ist neben einer hohen Affinität des Sensitizers zu den entsprechenden Membranstrukturen, eine ausreichende Konzentration des Farbstoffes am Ort des Geschehens und anregende Lichtquellen mit einer genau auf den jeweiligen Sensitizer abgestimmten Wellenlänge. Zugleich müssen spezifische Lichtdosen in bestimmten Zeitintervallen abgegeben werden um einen effizienten Energietransfer vom angeregten Farbstoff auf den Sauerstoff und damit eine ausreichende Ausbeute von ROS zu ermöglichen.
Konventionelle aPDT-Verfahren müssen den Sensitizer vor der Bestrahlung in der Regel verdünnen um Ihr Zielchromophor überhaupt zu erreichen (Gesetz nach Lambert Beer). Dieses notwendige Vorgehen verschlechtert jedoch gleichzeitig die Absorption und damit die Ausbeute an ROS. Um diesen Nachteil auszugleichen benötigt man dann hohe Lichtleistungen für photodynamische Prozesse. In diesen Systemen muss allerdings mit relativ geringen Lichtleistungen bestrahlt werden um sog. Photobleachingeffekte zu vermeiden was wiederum lange Bestrahlungszeiten bis zum Erreichen photodynamischer Prozesse notwendig macht. Die verwendeten Wellenlängen dieser Verfahren liegen oft im UV-VIS Bereich. Das bedeutet eine stark eingeschränkte Lichteindringtiefe in vitales Gewebe von wenigen Millimetern.
Mit dem neuen Photolase®-Verfahren ist es nun möglich geworden, erstmals ein aPDT-Verfahren zu entwickeln, dass im nahen Infrarotbereich mit 810nm Wellenlänge arbeitet. Es ermöglicht damit eine Lichteindringtiefe von bis zu 4 cm wodurch auch Bestrahlungen über grössere Distanzen möglich werden. Durch intensive Forschung mit Unterstützung von Quantenphysikern und Pharmakologen/Mikrobiologen und Medizinern ist es gelungen, einen speziellen Sensitizer auf Phenothiazinbasis so zu verändern, dass eine effiziente Absorption mit Steuerbarkeit von Absorptions(-bakterizide) und Transmissionseffekten(-Wundheilungsfördernde Wirkung) möglich wurde. Gleichzeitig ist es gelungen, den Sensitizer mit höheren Lichtleistungen zu bestrahlen ohne thermische oder Photobleachingeffekte auszulösen. Dadurch wird die Behandlungszeit im Vergleich zur konventionellen aPDT erheblich verkürzt, da notwendige Lichtdosen schneller erreicht werden. Es ist nicht mehr notwendig, den Sensitizer vor der Bestrahlung zu verdünnen oder auszuspülen. Da die Ausbeute an ROS u.a. von Lichtleistung und Farbstoffkonzentration abhängt, ermöglicht das Photolasesystem hier völlig neue Möglichkeiten in der aPDT.