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Phototherapie Wissen
NASA Red Light Therapy Research: Flug und terrestrische Anwendungen
2024-09-10

Das öffentliche Interesse an RLT stieg, als die NASA enthüllte, dass sie die Rotlichttherapie für Astronauten in der Umlaufbahn verwendete.

In den folgenden Abschnitten geben wir einen Literaturüberblick über ein Forschungsprojekt von Wissenschaftlern aus verschiedenen Hintergründen, darunter:


Das Medical College of Wisconsin

Die Naval Special Warfare Group TWO

Das NASA-Marshall Space Flight Center, AL 35812, (256) 544-2121

Abteilungen für Neurologie

Plastische Chirurgie und Neurochirurgie

Die folgenden Abschnitte erklären die einzigartigen Auswirkungen des Umlaufs auf den Körper, wie die Rotlichttherapie hilft, die schädlichen Auswirkungen der Gewichtlosigkeit auszugleichen und warum Spitzenwissenschaftler der NASA dieses Protokoll für ihre Astronauten an der Internationalen Raumstation (ISS) und für die Erholungsbehandlung unterstützen, wenn Astronauten nach Hause ankommen.


Dies bietet einen gewissen Vordergrund für die weit verbreitetere Verwendung der Rotlichttherapie im Verbrauchermarkt.

Raum- und Rotlichttherapie: Behandlung von zellulären Verwundbarkeiten aufgrund der Gewichtslosigkeit

Astronauten können bis zu sechs Monate auf der Internationalen Raumstation bleiben. Angesichts dieser Zeit ist es notwendig zu berücksichtigen, wie sich der Körper aufgrund des Mangels an Atmosphärendruck abbaut (Nosrk, 2020).


Mikrogravitationsumgebungen haben Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, die sich im Laufe der Zeit verschärfen. Der Mangel an medizinischer Versorgung außerhalb bedeutet auch, dass die NASA so viele Ressourcen wie möglich verwenden muss, um Gesundheitszustände im Weltraum zu überwachen und zu behandeln (Childress et al, 2023).


NASA-Wissenschaftler haben bereits verstanden, dass verlängerte Gewichtlosigkeit zu geschwächten Knochen und Muskeln führt. Sie stellen fest, dass "Muskel- und Knochenatrophie bei Astronauten gut dokumentiert ist, und es wurde berichtet, dass verschiedene kleinere Verletzungen, die im Weltraum auftreten, bis zur Landung auf der Erde nicht heilen" (Whelan et al., 2000). Aus diesem Grund haben Astronauten, die kürzlich auf die Erde zurückgekehrt sind, oft Schwierigkeiten, selbst aufzustehen und alleine zu laufen, bevor sie einem Übungs- und Erholungsregime unterzogen werden.


Die inneren zellulären Effekte waren jedoch weniger gut verstanden. Weitere "Studien über Zellen, die Mikrogravitation und Hyperschwingung ausgesetzt sind, zeigen, dass menschliche Zellen die Schwerkraft benötigen, um das Zellwachstum zu stimulieren" (Whelan et al., 2000).


Mit anderen Worten, das Leben für eine längere Zeit ohne Gravitationskraft bewirkt, dass Zellen anders handeln, und dies verlangsamt die Heilungsprozesse des Körpers.


Unter den vielen verfügbaren Optionen hat die NASA festgestellt, dass die Verwendung von LEDs "die medizinische Versorgung, die Astronauten auf langfristigen Weltraummissionen zur Verfügung steht, erheblich verbessert" (Whelan et al., 2000).


Dies ist durch das Potenzial für die „Förderung der Wundheilung und des menschlichen Gewebewachstums“ (Whelan et al., 2000). In ihren Studien konzentrierte sich die NASA auf spezifische rote Lichtwellenlängen, einschließlich 680 nm, 730 nm und 880 nm, die sich als optimal für die Behandlung erwiesen haben. Spätere Studien zeigten, dass höhere Wellenlängen weiter in den Körper eindringen und einen ähnlichen therapeutischen Wert versprechen (Algorri et al, 2021).


Mit einem Spektrometer fanden die Forscher heraus, dass diese Wellenlängen bis zu 23 Zentimeter über die Hautoberfläche hinaus eindringen. Dies verursacht die Exposition der Mitochondrien, was zu ihrer Stimulation und einer schnelleren Heilung führt, (Glass, 2021).


Die Entdeckung der Heileigenschaften der Rotlichttherapie

Viele Studien zeigen die heilenden Eigenschaften der Rotlichttherapie für medizinische Patienten, mit starken Hinweisen darauf, dass RLT aufgrund seiner wundheilenden Eigenschaften erhebliche Vorteile für "zivile medizinische Versorgung, militärische Situation und langfristige Weltraumflug" hat (Whelan et al., 2000).


In einem Fall führte die RLT-Behandlung zu einer erhöhten 2-Fibroblastproliferation, Wachstumsfaktorsynthese, Kollagenproduktion und Angiogenese " (Whelan et al., 2000). In anderen Fällen hat diese FDA-genehmigte Behandlung "das Wachstum von Fibroblasten und Muskelzellen in der Gewebekultur fünffacht" (Whelan et al., 2000).


Neben den dokumentierten Heileigenschaften zeigt die erhöhte Kollagenproduktion eine Verbraucheranwendung für gesündere Haut und Anti-Aging-Eigenschaften.


Die Forscher zeigten auch eine Präferenz für LEDs gegenüber Lasern. Panels mit vielen Dioden können Licht auf eine größere Oberfläche des Körpers bei mehreren Wellenlängen projizieren, was in Kombination mit zusätzlichen Wellenlängen während der Behandlung weitere therapeutische Vorteile hat (Bayat et al., 2022).


Die Forscher stellten ferner fest, dass die "potenziellen Vorteile für die NASA, das Militär und die zivile Bevölkerung umfassen die Behandlung schwerer Verbrennungen, Crush-Verletzungen, nicht-heilende Frakturen, Muskel- und Knochenatrophie, traumatische ischemische Wunden, Strahlung, Gewebeschäden, kompromittierte Hauttransplantate und Geweberegeneration" (Whelan et al., 2000).


Whelans Studie untersucht auch, wie RLT Anwendungen für die Hirnbehandlung haben kann.



Erkenntnisse zur RLT-Gehirnbehandlung

Obwohl Patienten in erster Linie die Anleitung eines Arztes suchen sollten, finden weitere Studien zu RLT, dass es die Behandlung von Hirntumoren unterstützen kann.


In der Zwischenzeit sollte verstanden werden, dass die Rotlichttherapie nicht als einzige Behandlung für Tumoren verwendet werden soll, sondern möglicherweise neben anderen Behandlungen, die von einem Arzt empfohlen werden.


Einige Studien zeigen, dass RLT-Wellenlängen, die von Panels emittiert werden, den Schädel durchdringen (völlig nicht invasiv) und daher heilende Eigenschaften für das Gehirn haben können. Dies wurde auch in Studien gefunden, die sich auf die Behandlung von Alzheimer konzentrierten, (Ailioaie, et. al., 2023). RLT kann auch Gehirnentzündungen reduzieren, (Cardodo et al, 2022).


Die Behandlung von Hirntumoren wurde neben der Verwendung von Arzneimitteln durchgeführt. "PDT besteht darin, intravenös einen Photosensitizer zu injizieren, der sich vorzugsweise in Tumorzellen ansammelt" (Whelan et al., 2000).


Die NASA hat in ähnlicher Weise Lichtdioden verwendet, die tatsächlich eine überlegene Haut- und Schädeldurchdringung haben können.


Da sich die Lichtdiodenechnologie verbessert hat, haben Hersteller wie SAIDI Panels mit höheren Wellenlängen hergestellt, über 850 nm usw., die für verbesserte Heileigenschaften noch weiter über die Hautoberfläche hinausdringen können.


 

Referenzen:

Ailioaie, L. M., Ailioaie, C., & Litscher, G. (2023). Photobiomodulation bei der Alzheimer-Krankheit – eine ergänzende Methode zu modernsten pharmazeutischen Formulierungen und Nanomedizin? Pharmazeutik, 15(3), 916.

Algorri, J. F., Ochoa, M., Roldan-Varona, P., Rodriguez-Cobo, L., & López-Higuera, J. M. (2021). Lichttechnologie für eine effiziente und wirksame photodynamische Therapie: Eine kritische Überprüfung. Krebs, 13(14), 3484.

Bayat, M., Albright, R., Hamblin, M. R., & Chien, S. (2022). Auswirkungen der blauen Lichttherapie auf die Wundheilung bei präklinischen und klinischen Probanden: Eine systematische Überprüfung. Journal of Lasers in Medizinischen Wissenschaften, 13.

Cardoso, F. D. S., Salehpour, F., Coimbra, N. C., Gonzalez-Lima, F., und Gomes da Silva, S. (2022). Photobiomodulation zur Behandlung von Neuroentzündungen: Eine systematische Überprüfung kontrollierter Labortierstudien. Grenzen in der Neurowissenschaft, 16, 1006031.

Childress, S. D., Williams, T. C., und Francisco, D. R. (2023). NASA Space Flight Human-System Standard: Ermöglichung menschlicher Raumfahrtmissionen durch Unterstützung der Gesundheit, Sicherheit und Leistung von Astronauten. npj Mikroschwerkraft, 9(1), 31.

Glas, G. E. (2021). Photobiomodulation: die klinischen Anwendungen der Low-Level-Lichttherapie. Ästhetische Chirurgie Journal, 41(6), 723-738.

Whelan, H. T., Houle, J. M., Whelan, N. T., Donohoe, D. L., Cwiklinski, J., Schmidt, M. H., Stinson, H. (Januar 2000). Das medizinische Programm der NASA mit Lichtdioden - Fortschritt im Weltraumflug und terrestrischen Anwendungen. In AIP Conference Proceedings (Band 504, Nr. 1, S. 37-43). Amerikanisches Institut für Physik.

Norsk, P. (2020). Anpassung des Herz-Kreislauf-Systems an die Gewichtlosigkeit: Überraschungen, Paradoxe und Implikationen für Weltraummissionen. Acta physiologica, 228(3), e13434.