Technika

Celem nowoczesnej minimalnie inwazyjnej terapii antybakteryjnej jest selektywna eliminacja infekcji lokalnych bez wywoływania ogὀlnoustrojowych działań ubocznych, jednocześnie stymulując gojenie ran. Pojawienie się w ostatnich latach bakteryjnych patogenὀw wieloopornych (opornych na Methycillin, Carbapenemy i Colestin) cel ten coraz trudniej osiągnąć stosując konwencjonalną antybiotykoterapię. Lokalne stosowanie antybiotykὀw może powodować reakcje alergiczne a poprzez selektywne spektrum działania może prowadzić do rozwinięcia się tzw. superinfekcji. Leczenie lokalnych infekcji antybiotykami aplikowanymi ogὀlnoustrojowo często powoduje wystąpienie skutkὀw ubocznych. Penetracja antybiotykὀw w miejsce lokalnego zapalenia może być dodatkowo utrudniona przez barierę z leukocytὀw, barierę z hyperkeratyzujących i martwiczych komὀrek, biofilm i pogorszoną perfuzję. W ostatnich latach wzrasło zainteresowanie metodami alternatywnymi leczenia infekcji lokalnych. Taką możliwość stwarza tzw. antybakteryjna terapia fotodynamiczna (aPDT).

Metoda ta oparta jest na wykorzystaniu światłoczułych związkὀw tzw. fotouczulaczy (ang. Sensitizer), ktὀre pod wpływem naświetlania monochromatycznym i najczęściej koherentnym źrὀdłem światła wchodzą w reakcję z tlenem prowadząc do wytworzenia reaktywnych form tlenu (ROS, ang. reaktive oxygen species). ROS w reakcji redox są w stanie niszczyć błonę komὀrkową mikroorganizmὀw, wykazując działanie bakteriobὀjcze, grzybobὀjcze, niszcząc pierwotniaki i po części wirusy, bez jednoczesnego uszkodzenia tkanek zdrowych. Warunkami wystąpienia reakcji jest wysokie powinowactwo fotouczulacza do struktur komὀrkowych patogenὀw, odpowiednia koncentracja fotouczulacza w miejscu jego działania oraz źrὀdło światła wzbudzającego o długości fali optymalnie dobranej do fotouczulacza. Jednocześnie dawki światła i interwały naświetlania muszą być tak dobrane żeby przez efektywny transfer energii z pobudzonego fotouczulacza na tlen możliwe było wytworzenie odpowiednio wysokiej ilości reaktywnych form tlenu (ROS).

W konwencjonalnych metodach aPDT fotouczulacz musi być z reguły rozcieńczony żeby mὀgł reagować z chromoforem docelowym (prawo Lambert Beer). Rozcieńczenie wpływa negatywnie na absorpcje światła, a tym samym na generowanie odpowiednio wysokiej ilości reaktywnych form tlenu. By temu przeciwdziałać trzeba byłoby teoretycznie zwiększyć moc emitowanego światła, co nie jest możliwe, gdyż to doprowadziłoby do tzw. photobleaching czyli zniszczenia fotouczulacza przez światło. W konsekwencji potrzebne są dłuższe okresy naświetlania. Stosowane często w konwencjonalnych metodach długości światła w paśmie widzialnym  pozwalają na penetrację tkanki tylko na głębokość kilku milimetrὀw.

Nowatorska metoda terapii Photolase® pozwala po raz pierwszy na zastosowanie w antybakteryjnej terapii fotodynamicznej źrὀdła światła podczerwonego o długości fali 810nm. To pozwala na penetrację światła na głębokość 4cm w głąb tkanki i naświetlania z dalszego dystansu. W toku intensywnych badań grupy lekarzy, fizykὀw kwantowych, farmakologὀw i mikrobiologὀw udało się fotouczulacz na bazie phenotiazyn tak zmodyfikować, że  wykazuje on dobre właściwości absorpcyjne i umożliwia sterowanie procesὀw absorpcji (efekty bakteriobὀjcze) i transmisji światła (stymulacja procesὀw gojenia). Jednocześnie możliwe jest naświetlanie fotouczulacza światłem o  zwiększonej  mocy, bez wywołania przy tym reakcji termicznej i nie powodując zniszczenia  fotouczulacza (photobleaching). W ten sposὀb szybciej zostają osiągnięte potrzebne dawki światła, co pozwala na znaczne skrὀcenie czasu terapii w porὀwnaniu do konwencjonalnej antybakteryjnej terapii fotodynamicznej. W terapii Photolase® niepotrzebne jest rozcieńczanie i wypłukiwanie fotouczulacza przed naświetlaniem. Ponieważ generowanie odpowiedniej ilości reaktywnych form tlenu uzależnione jest od mocy światła wzbudzającego oraz koncentracji fotouczulacza Photolase® otwiera przez to nowe możliwości antybakteryjnej terapii fotodynamicznej.