Medizinisches UV-Bestrahlunσsqerät

Die Erfindung betrifft ein medizinisches UV- Bestrahlungsgerät, dessen Emissionsspektrum j zwischen 250 und 400nm liegt.

Ein erheblicher Prozentsatz der Bevölkerung leidet an Infektions-, Krebs- und Immunerkrankun- gen sowie an Krankheiten, die im wesentlichen darauf zurückzuführen sind, daß das Immunsystem zu wenig wirksam bzw. der Pegel an krebshemmender Materie zu niedrig ist. Als vor¬ beugende Maßnahmen gegen die oben erwähnten Erkrankungen werden im wesentlichen auf physika- 5 lischer Basis beruhende Bewegungs-, Wasser-,

Bäder- und ähnliche Therapien angewandt. Außerdem finden gezielte Vitamin- und Mineralstoffgaben sowie Sauerstofftherapien Anwendung. Bei all diesen therapeutischen Verfahren ist der Nach¬ 0 weis ihrer Wirksamkeit äußerst schwierig, ihre medizinische Wirksamkeit somit umstritten. Therapeutische Verfahren auf der Basis von Schutzimpfungen geben bisher nur einen wirksamen Schutz gegen ganz spezifische Erkrankungen, nicht 5 jedoch eine breitbandige Immunverbesserung, die die körpereigene Abwehr gegen eine Vielzahl von möglichen Erkrankungen in ihrer Wirkung steigert bzw. zur Krebshemmung beiträgt.

0 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine medizinische Behandlungseinrichtung zu ent¬ wickeln, die eine Verbesserung des Immunsystems und/oder die Bildung krebshemmender Materie er¬ möglicht. 5

1 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein zur

Verbesserung des Immunsystems und/oder zur Bildung krebshemmender Materie bestimmtes medizinisches UV-Bestrahlungsgerät gelöst, dessen Emissions- spektrum zwischen 250 und 400nm liegt, wobei der

Spektralanteil zwischen 250 und 350nm weniger als .10%, vorzugsweise weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 2%, vorzugsweise weniger als 1%, vorzugsweise weniger als 0,2%, der gesamten, 10 zwischen 250 und 400nm abgestrahlten UV-Strahlung beträgt.

Sowohl in Bezug auf die Hauptkrebsentstehung, als auch hinsichtlich der Immunreaktion herrschen 15 bisher in der Fachwelt völlig widersprüchliche

Meinungen.

UV-A-Bestrahlungsversuche mit einem Kollektiv ge¬ sunder Versuchspersonen zeigten, daß einige für

20 das Immunsystem wichtige Parameter zum Negativen hin verändert wurden. Versuche, in denen haarlose Mäuse mit Strahlungsquellenverschiedener spektra¬ ler Energieverteilungen bestrahlt wurden, zeigten, daß UV-A-Strahlung eine geringe Verbesserung der

25 Immunreaktion auslöste. Einige Versuche mit haar¬ losenMäusen zeigten, daß UV-Aund UV-B in Bezug auf das Risiko der Hautkrebsentstehung in der gleichen Größenordnung liegen. Ein weiterer Versuch mit UV- A-Bestrahlung von haarlosen Mäusen zeigte, daß

30 keine Hautkarzinome ausgelöst werden können, wo¬ gegen andere Experimente mit haarlosen Mäusen er¬ gaben, daß UV-A die karzinogene Wirkung des UV-B verstärkt. Weitere Experimente wiederum zeigten, daß die Vorbestrahlung bzw. Nachbestrahlung mit

35 UV-A das Karzinomrisiko mindern kann.

Diese bisher in der Fachwelt bestehenden Wider¬ sprüche ließen sich nun durch die der vorliegen¬ den Erfindung zugrundeliegenden, aufwendigen photobiologischen Analysen und eingehenden Expe¬ rimente aufklären. Dabei stellte sich überra¬ schend heraus, daß der Bereich der UV-Strahlung unterhalb von 350nm (d.h. der Bereich zwischen 250 und 350nm) negative Auswirkungen auf das Immunsystem hat, während das langwellige UV-A,

10 dessen Bereich oberhalb von 350nm liegt, positive Auswirkungen auf das Immunsystem zeigt bzw. krebshemmende Materie bildet.

Neben dieser positiven Wirkung sind auch die 15 möglichen Nebenwirkungen in Betracht zu ziehen.

Dabei geht es im wesentlichen um akute und chronische Wirkungen auf die Haut, da diese als Empfängerorgan verwendet wird. Akute Nebenwir¬ kungen sind Erythem sowie phototoxische und pho- 20 toallergische Reaktionen. Chronische Nebenwir¬ kungen sind Photokarzinogenese sowie aktinische Elastose. Im Bereich oberhalb von 350nm haben die vorher erwähnten Nebenwirkungen ein Minimum. Die einzige klinisch feststellbare Nebenwirkung 25 bei der Bestrahlung im Wellenlängenbereich ober¬ halb von 350nm ist eine Hautpigmentierung, die jedoch von Patienten als positiv bewertet wird.

Der Erfindung liegt damit die Erkenntnis zugrunde, 30 daß für die Verbesserung des Immunsystems bzw. für die Bildung krebshemmender Materie die Ultraviolett-Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 350 und 400nm am günstigsten ist. Diese Strahlung kann lokal und/oder systemisch wirken. 35 Die dabei gebildete wirksame immunpositive,

krebshemmende biologische Materie kann sowohl zu aktiver als auch zupassiver Immunisierung bzw. Krebshemmung benutzt werden. Der unterhalb von 350nm liegende Strahlungsanteil führt demgegen¬ über nicht nur zu unerwünschten Nebenwirkungen, sondern vermindert gleichzeitig die immunpositive bzw. krebshemmende Wirkung der Strahlung oberhalb von 350nm. Er kann somit zu einer Umkehrung des gewünschten therapeutischen Effektes führen.

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Die immunpositive bzw. krebshemmende Wirksamkeit des Bestrahlungsgerates hängt im wesentlichen von der verabreichten Strahlungsdosis ab. Diese wie¬ derum läßt sich als Produkt aus Bes rahlungs-

15 stärke mal Bestrahlungszeit dann günstiger applizieren, wenn die Bestrahlungsstärke in der Nutzebene entsprechende Werte annimmt. Unterhalb und oberhalb bestimmter Grenzwerte läßt sich keine vernünftige photobiologische Wirkung er-

20 zielen. Ist die Untergrenze zu niedrig, dauert es zu lange,bis die erwünschte Wirkung eintritt. Ist die Obergrenze zu hoch, kann es durch über¬ hitzung zu Störungen im biologischen System kommen. Bei der Bestrahlung von Menschen liegt

25 die Schmerzgrenze bei der Hauttemperatur von ca.

41°C. Würde diese Temperatur durch zu hohe Bestrahlungsstärke überschritten, sind geeignete Kühlungsmaßnahmen notwendig, wie Luftkühlung durch Gebläse oder Wasserkühlung. Letztere kann

30 durch Besprühen oder durch Unterwasserbehandlung erfolgen, wobei in diesen Fällen durch die Wassersättigung des Stratum Corneum eine verbes¬ serte Transmission der Epidermis erzielt wird. Die Bestrahlungsstärke in der Nutzebene im

35 Wellenlängenbereich zwischen 350 und 400nm liegt

deshalb zwischen 20 und 2000 Watt/m ² , vorzugsweise zwi¬ schen 100 und 2000 Watt/m ² , vorzugsweise zwischen 400 und 2000 Watt/m ² , weiterhin vorzugsweise zwischen 600 und 2000 Watt/m ² .

Die an das Ultraviolett angrenzende sichtbare Strahlung im Bereich des Violetten zwischen 400 und 440nm trägt ebenfalls zu dieser immunpositiven bzw. krebshemmenden Wirkung bei. Ihr Anteil in der Nutzebene soll deshalb im Wellenlängenbereich zwischen 400 und 440nm höchstens

200%, vorzugsweise höchstens 50%, vorzugsweise höchstens 20% der Bestrahlungsstärke zwischen 350 und 400nm betra¬ gen. Wird die Bestrahlungsstärke im Bereich zwischen 400 und 440nm zu hoch, so entsteht die nachteilige Wirkung, daß die strahlungsbedingte Energiebelastung für den Organismus nicht mehr tolerierbar ist.

Strahlung oberhalb von 440nm trägt nicht mehr signifikant zu dieser immunpositiven bzw. krebshemmenden Wirkung bei, deshalb soll sie begrenzt werden. So soll die in der

Nutzebene vorhandene Bestrahlungsstärke im Wellenlängen¬ bereich zwischen 440 und 800nm höchstens 150%, vorzugs¬ weise höchstens 75%, vorzugsweise höchstens 10%, weiter¬ hin vorzugsweise höchstens 5% der Bestrahlungsstärke im Wellenlängenbereich zwischen 350 und 400nm betragen.

Strahlung oberhalb von 800nm führt in entsprechend hoher Dosierung zu Hautkarzinomen und zu aktinischer Elastose. Sie trägt zur immunpositiven bzw. krebshemmenden Wirkung nichts bei, deshalb soll im speziellen das kurz- und mittelwellige Infrarot begrenzt werden, so daß die in der Nutzebene vorhandene Bestrahlungsstärke im Wellen¬ längenbereich von 800

bis 3000nm höchstens 50%, vorzugsweise höchstens 20%, vorzugsweise höchstens 10%, weiterhin vor¬ zugsweise höchstens 5% der Bestrahlungsstärke zwischen 350 und 400nm beträgt.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen folgende Beispiele mit am Prioritätstage auf dem Markt erhältlichen Strahlungsquellen, Reflektoren, Filtern und Filtersubstanzen.

Beispiel 1:

Strahlungsquelle: Globalstrahlung, Sonnenstand 60°,

0,24 cm STP Ozon, horizontale Empfangsfläche

Filter: Polyolefin-Folie 0,2mm Dickemit

2,5% FilterSubstanz UVASUN 109 oder Weich-PVC-Folie 0,3mm Dik- ke und 4,5% FilterSubstanz UVASUN 101, beide enthalten

0,5% blauvioletten Farbstoff 210.

Bestrahlungsstärke:

250 - 350nm: 0,10 W/m ²

350 - 400nm: 23 W/m ² 400 - 440nm: 38 W/m ²

440 - 800nm: L30 W/m ²

800 - 3000nm: 350 W/m ² .

Beispiel 2: Strahlungsquelle: Globalstrahlung, Sonnenstand 90°,

0,24cm STP Ozon, horizontale Empfangsfläche Filter: PMMA-Platte 4mm Dicke mit 1%

FilterSubs anz UVASUN 102 und 0.05% blauvioletten Farbstoff 211.

Bestrahlungsstärke:

440 - 800 nm: <150 W/m ²

800 - 3000 nm: «-400 W/m ²

Beispiel 3:

Strahlungsquelle: 10 Leuchtstofflampen 100 W mit

Strontiumborat-Leuchtstoff vor¬ zugsweise mit Reflektor.

Bestrahlungsstärke: 250 - 350 nm: 0,59 W/m ²

350 - 400 nm: 200 W/m ²

400 - 440 nm: 18 W/m ²

440 - 800 nm: * 10 W/m ²

800 - 3000 n : 10 W/m ^2*

Beispiel 4:

Strahlungsquelle: 11 Leuchtsto-fflampen 100 W mit

Strontiumborat-Leuchtstoff vor¬ zugsweise mit Reflektor.

Filter: Auf dem Lampenkolben ist eine Acryl- lackschicht von 0,05 mm Dicke mit 8 % Filtersubstanz UVASUN 104 auf¬ gebracht.

Bestrahlungsstärke:

250 - 350 nm: 0. ,04 W/m ²

350 - 400 nm: 200 W/m ²

400 - 440 nm: 19 W/m ²

440 - 800 nm: <.10 W/m ²

800 - 3000 nm: 10 W/m ² .

Beispiel 5: Strahlungsquelle: 11 Leuchtstofflampen 100 W mit Strontiumborat-Leuchtstoff vor¬ zugweise mit Reflektor.

Filter; Der Lampenkolben ist aus Glas ge¬ fertigt, dessen Transmission bei 313 nm .5 %, vorzugsweise <1 % ist.

Bestrahlungsstärke:

250 - 350 nm: 0, 04 W/m

350 - 400 nm: 200 W/m ²

400 - 440 n : 19 W/m ²

440 - 800 nm: < 10 ^• W/m ²

800 - 3000 nm: < 10 W/m2

Beispiel 6: Strahlungsquelle: 11 Leuchtstofflampen 100 W mit . Strontiumborat-Leuchtstoff vor¬ zugsweise mit Reflektor.

Filter: Polyolefin-Folie 0,2 mm Dicke mit 5 % Filtersubstanz UVASUN 110 oder Fluorpolymer-Folie verstreckt 0,1 mm Dicke mit 5 % Filtersubstanz UVASUN 112 oder PVC-Folie 0,08 mm verstreckt mit 5 % Filtersubstanz UVASUN 113. Die Folie kann auch direkt auf der Lampe (z.B. als Schrumpfschlauch) angebracht sein.

Bestrahlungsstärke:

250 - 350 nm: 0,04 W/rn^ 350 - 400 nm: 200 W/m

400 440 nm: 19 W/m' 440 800 nm: < 10 W/m' 800 3000 nm: < 10 W/m'

Beispiel 7: Strahlungsquelle: 11 Leuchtstofflampen 100 W mit Strontiumborat-Leuchtstoff vor¬ zugsweise mit Reflektor.

Filter: Acrylglas-Platte mit 4 mm Dicke mit 2 % Filtersubstanz UVASUN 111

Bestrahlungsstärke:

250 - 350 nm: 0,04 W/m

350 - 400 nm: 200 W/m

400 - 440 nm: 19 W/m

440 - 800 nm: < 10 W/m

800 — 3000 nm: < 10 W/m

Beispiel 8: Strahlungsquelle: 10 Metallhalogendampfstrahier i 400 W, dessen wesentliches Halo- genid Eisenjodid ist.

Filter: Polycarbonat 2 mm Dicke mit 2 % Filtersubstanz UVASUN 105. Bestrahlungsstärke:

250 - 350 nm: 4,1 W/m'

350 - 400 n : 400 W/m'

400 - 440 n : 168 W/m'

440 - 800 nm: < 20 W/m ^*

800 - 3000 nm: < 20 W/m'

TO

Beispiel 9: Strahlungsquelle: 3 Metallhalogendampfstrahler ä_ 4000 W, dessen wesentliches Ha- logenid Eisenjodid ist.

Filter: Gehärtete Glasplatte 5 mm Dicke sowie Schott-Glasfilter UG 1,2 mm, überzogen mit 0,1 mm Acryllack- schicht, die 8 % Filtersubstanz UVASUN 104 enthält.

Bestrahlungsstärke: 250 - 350 nm: 4,2 W/m" 350 - 400 nm: 600 W/m" 400 - 440 nm: 90 W/m ^* " 440 - 800 nm: < 100 W/m' 800 - 3000 nm: < 100 W/m'

Beispiel 10: Strahlungsquelle: 8 Metallhalogendampfstrahler et 4000 W, dessen wesentliches Halo- genid Eisenjodid ist.

Filter: Acrvlglasplatte 6 mm Dicke mit 1,6% Filtersubstanz UVASUN 112 sowie Schott-Glasfilter UG 1 , 2 mm Dicke und Schott-Glasfilter KG 1, 6 mm Dicke.

Bestrahlungsstärke:

250 - 350 nm: 1 W/m" ^'

350 - 400 nm: 1200 W/m"

400 - 440 nm: 180 W/m'

440 - 800 nm: < 6 θ W/m"

800 - 3000 nm: < 6 o W/m'

1 In den Beispielen 8 bis 10 enthält das Bestrah¬ lungsgerät eloxierte Aluminium-Reflektoren sowie ein Luftkühlungssystem,um Strahler, Filter und Reflektoren auf der optimalen Temperatur zuhalten.

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Die ausgewiesenen UVASUN Filtersubstanzen und Farbstoffe sind Produkte der Mutzhas Produk- tions-GmbH München.

10 In den Beispielen 3 bis 10 beziehen sich die

Bestrahlungsstärkewerte auf die Nutzfläche gemäß DIN 5050. Sämtliche Beispiele beziehen sich auf Ganzkörper-Bestrahlungsgeräte, da hierbei. ie systemischen Effekte höher sind als bei Teil- 5 körper-Bestrahlungsgeräten.

Durch Erhöhung der Konzentration der Filter¬ substanzen in den entsprechenden Substraten kann der Anteil der Strahlung unterhalb von 350nm 20 praktisch vollständig eliminiert werden, dies geht jedoch wegen der endlichen Kantensteilheit mit einer Verminderung der Bestrahlungsstärke im Bereich von 350 bis 400nm einher.

25 Zur weiteren Erläuterung des mit dem erfindungs¬ gemäßen UV-Bestrahlungsgerät erzielten therapeu¬ tischen Effektes sei folgendes Behandlungsbei¬ spiel angeführt:

gθ Es wurde eine Ganzkörper-Phototherapie mit erfindungsgemäßen Bestrahlungsgeräten durchgeführt wobei fünf bis zwanzig Bestrahlungen innerhalbvon zwei bis drei Wochen mit jeweils 15 bis 60min

Bestrahlungszeit durchgeführt wurden. Die Be-

-2 ₃₅ strahlungsstärke betrug 200 bis 1200 Watt • m

1 im Bereich von 350 bis 400nm, wobei die im

Bereich von 350 bis 400nm verabreichte Einzel¬ dosis zwischen 180.000 und 4.320.000 J • m betrug und die Gesamtdosis der Therapieserie

⁵ zwischen 900.000 und 86.400.000 J • m~ lag.

Nach dieser Phototherapie zeigte sich eine Zu¬ nahme der Zahl der T-Helfer-Lymphozyten, der Monozyten (Makrophagen) ,der Granulozyten sowie

10 des T-Helfer/T-Suppressor-Quotienten um über 20%.

Gleichzeitig konnte eine Steigerung der Ly pho- zyten-Aktivität und der Hautreaktionen vom Spät¬ typ auf Recall-Antigene um etwa 100% beobachtet werden.

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Im Falle der passiven Immunisierung bzw. Krebs¬ hemmung läßt sich entweder durch die Bestrahlung von Menschen oder durch die Bestrahlung von Tieren die in diesen entstehende biologisch

20 wirksame Materie gewinnen. Diese kann, gegebenen¬ falls entsprechend konzentriert,durch Injektionen, orale oder topische Gaben appliziert werden. Die immunpositive bzw. krebshemmende Materie kann aus Seren (Blut, Lymphe etc.) bzw. aus Zellen ge-

25 Wonnen werden. Im Falle der Bestrahlung von

Menschen und Tieren zur Gewinnung dieser immun¬ positiven bzw. krebshemmenden Materie haben sich Ganzkörperbestrahlungen als besonders wirksam erwiesen. Wird diese immunpositive bzw. krebs-

30 hemmende Materie aus Tieren gewonnen, so ist die Wirksamkeit deutlich erhöht, wenn deren Haut kein Feder- oder Haarkleid trägt, da beide das Eindringen der wirksamen Strahlung in die lebende Materie verhindern. Geeignet für diese Zwecke

35 sind haarlose Züchtungen, wie sie bei Mäusen

1 bereits zur Verfügung stehen und wie sie über genetische Manipulation auch bei anderen Wirbel¬ tieren gezüchtet werden können.

5 Durch extrakorporale Blutbestrahlung sowie durch in vitro Bestrahlung (z.B. von Zellkulturen) läßt sich die immunpositive bzw. krebshemmende Materie ebenfalls gewinnen.

10 Das Bestrahlungsgerät zur Bildung immunpositiver bzw. krebshemmender Materie kann im Bereich der kosmetischen Bräunung eingesetzt werden, sowohl im gewerblichen als auch im privaten Bereich. Bei manchen beruflichen Tätigkeiten ist der Um-

15 gang mit Immunsuppressiva bzw. Karzinogenen un¬ vermeidbar. Selbst geringe Mengen bzw. Konzen¬ trationen dieser photobiologischen, chemischen oder physikalischen Immunsuppressivabzw. Karzi¬ nogene können immunsuppressiv bzw. krebsaus-

20 lösend wirken. Dieses Risiko kann durch vorbeu¬ gende Bestrahlungskuren oder durch nachträgliche Bestrahlungskuren vermindert werden.

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