Light-Emitting Diode for Acne, Scars, and Photodamaged Skin


Leuchtdiode bei Akne, Narben und lichtgeschädigter Haut

Luiza Pitassi Abteilung für Dermatologie, Department für Medizin, Staatliche Universität Campinas (UNICAMP), Campinas, SP, Brasilien

Zusammenfassung

Die Therapie mit Leuchtdioden wurde Ende der 1960er Jahre entdeckt, wird aber erst seit Kurzem in der Dermatologie zur Behandlung einer Vielzahl von Hauterkrankungen wie Photoaging, Narben und Akne breit angewendet. Seit der Einführung der Photobiostimulation in die Medizin wurden die Wirksamkeit und Anwendbarkeit verschiedener Lichtquellen umfassend untersucht. Die Photomodulation mit Leuchtdioden ist eine nichtthermische Technologie, mit der die Zellaktivität durch Licht moduliert wird, wobei die Photonen von mitochondrialen Chromophoren in Hautzellen absorbiert werden. Es wurde über verschiedene positive Effekte von Leuchtdioden bei relativ niedrigen Intensitäten berichtet, insbesondere bei Indikationen, bei denen die Stimulierung der Heilung, die Verringerung von Schmerz und Entzündung, die Wiederherstellung der Funktion und eine Hautverjüngung erforderlich sind. Die Therapie mit Leuchtdioden ist sicher, nicht toxisch und nichtinvasiv; in der veröffentlichten Literatur wurden keine Nebenwirkungen berichtet.

Stichwörter  LeuchtdiodenPhotobiostimulationPhotomodulationLow-Level-LichttherapieNichtthermische TechnologieZellaktivitätMitochondriale ChromophoreEntzündungWiederherstellung der FunktionAkneNarbenHautverjüngungLichtgeschädigte Haut

Einleitung

Lichttherapie wird in vielen Kulturen seit Tausenden von Jahren als therapeutisches Verfahren zur Behandlung verschiedener Gesundheitsstörungen eingesetzt (Barolet 2008). Photobiomodulation, auch als Low-Level-Lichttherapie (LLLT) bekannt, ist eine medizinische Technik, bei der die Exposition gegenüber niedrig dosiertem Laserlicht oder Leuchtdioden (LEDs) die Zellfunktion stimuliert und zu positiven klinischen Effekten führt (Dincer 2000).

Die Leuchtdiode (LED) ist ein Halbleiterbauelement, das in Wellenlängen vom ultravioletten (UV) über den sichtbaren bis zum nahinfraroten (NIR) Bereich erhältlich ist und elektrischen Strom in eine inkohärente schmale Bandbreite des elektromagnetischen Spektrums umwandelt. LEDs scheinen ein breites Anwendungsspektrum in der Dermatologie zu haben. Aufgrund der Kombination aus hoher Eindringtiefe in die Haut und Absorption durch Komponenten der Atmungskette ist Licht im Spektralbereich von 600 bis 1300 nm nützlich, um die Wundheilung zu fördern, Entzündungen zu verringern, Schmerzen zu lindern und die Haut zu verjüngen (Anderson and Parrish 1981; Barolet et al. 2009).

LED wirkt nicht über einen ablativen oder thermischen Mechanismus, sondern über einen photochemischen Effekt, vergleichbar mit der Photosynthese bei Pflanzen, bei der Licht absorbiert wird und eine chemische Veränderung bewirkt. Die Phototherapie zeichnet sich durch ihre Fähigkeit aus, photobiologische Prozesse in Zellen auszulösen. Die effektive Gewebepenetration des Lichts und die spezifische Wellenlänge, die von Photoakzeptoren absorbiert wird, sind zwei der wichtigsten Parameter, die bei der Lichttherapie berücksichtigt werden müssen (Huang et al. 2011).

Gegenüber Lasern besitzen LEDs den zusätzlichen Vorteil, dass Wellenlängen in Arrays unterschiedlicher Größe kombiniert werden können und dadurch ein breiteres Spektrum an Gewebetypen stimuliert wird. LED verteilt sich über eine größere Oberfläche als die meisten Laser und kann dort eingesetzt werden, wo große Areale behandelt werden, was zu kürzeren Behandlungszeiten führt (Barolet 2008).

Die LED wurde Ende der 1960er Jahre erfunden, wird aber erst seit Kurzem in der Dermatologie breit angewendet. In den letzten 15 Jahren haben ein besseres Verständnis der Photobiologie und eine gestiegene Nachfrage nach minimalinvasiven, aber wirksamen dermatologischen Behandlungen zu einem wachsenden Interesse an LED-Geräten geführt (Opel et al. 2015).

Die LED-Photomodulation kann sowohl allein als auch in Kombination mit verschiedenen Verjüngungsverfahren eingesetzt werden. In der Dermatologie hat LED positive Effekte auf Falten, Aknenarben, hypertrophe Narben und die Heilung von Verbrennungen und kann UV-Schäden sowohl therapeutisch als auch prophylaktisch verringern (Vecchio et al. 2013).

Die LED-Photobiomodulation ist die jüngste Kategorie nichtthermischer Lichttherapien und eine wirksame Alternative für eine Vielzahl medizinischer Behandlungen, ohne dass in der veröffentlichten Literatur bei korrekter Anwendung Nebenwirkungen berichtet wurden.

Geschichte

Die positiven Effekte von Sonnenlicht bei der Behandlung von Hauterkrankungen wurden als früheste Form der Lichttherapie im alten Ägypten, Indien und China genutzt (Barolet 2008). Im Jahr 1904 erhielt Niels Finsen den Nobelpreis für Physiologie und Medizin für seine Arbeiten zur Behandlung der Hauttuberkulose mit Bogenlampen und zur Verhütung von Narben nach Pocken mit Rotlicht (Hamblin et al. 2015).

Die Low-Level-Laser-(Licht-)Therapie (LLLT), auch als Photobiomodulation bekannt, wurde Ende der 1960er Jahre von dem Chirurgen Endre Mester in Budapest, Ungarn, entdeckt.

Mester begann eine Reihe von Laserexperimenten, um das kanzerogene Potenzial von Lasern zu beurteilen, indem er einen energiearmen Rubinlaser (694 nm) bei Mäusen einsetzte. Zu Mesters Überraschung verursachte der Laser keinen Krebs, sondern verbesserte das Haarwachstum in der rasierten Region auf dem Rücken der Tiere. Dies war die erste Demonstration der Photobiostimulation (Mester et al. 1968; Barolet 2008; Avci et al. 2013).

In den 1990er Jahren entwickelte die National Aeronautics and Space Administration (NASA) LEDs, die ein sehr schmales Lichtspektrum erzeugten, was wiederum ihre ersten klinischen Anwendungen ermöglichte (Calderhead 2007). Die Anwendung der Lichttherapie mit NASA-LEDs wird die medizinische Versorgung von Astronauten auf langfristigen Weltraummissionen erheblich verbessern. NASA-LEDs stimulieren die grundlegenden Energieprozesse in den Mitochondrien (Energiekammern) jeder Zelle, insbesondere wenn nahinfrarotes Licht verwendet wird, um die farbempfindlichen Chemikalien (Chromophore, Cytochromsysteme) im Inneren zu aktivieren. NASA-LED-Arrays sind bereits auf Space-Shuttle-Missionen zur Untersuchung des Pflanzenwachstums geflogen.

Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) hat Studien am Menschen zugelassen. Die Verwendung der Lichttherapie mit LEDs ist ein Ansatz, um die Wundheilungsrate in der Mikrogravitation zu erhöhen und das Risiko zu verringern, dass behandelbare Verletzungen zu Missionskatastrophen werden (Whelan et al. 2000).

Whelan et al. haben das ursprünglich für NASA-Pflanzenwachstumsexperimente im Weltraum entwickelte LED verwendet, um die Auswirkungen einer nahinfraroten Lichtbehandlung auf Wunden in einem genetisch diabetischen Mausmodell zu untersuchen, und fanden heraus, dass bestimmte geweberegenerierende Gene durch die LED-Behandlung signifikant hochreguliert werden.

Von der NASA entwickelte LEDs bieten eine wirksame Alternative zu Lasern. Diese Dioden können so konfiguriert werden, dass sie mehrere Wellenlängen erzeugen; sie können in großen, flachen Arrays angeordnet werden, was die Behandlung großer Wunden ermöglicht, und erzeugen keine Wärme. Es ist ferner wichtig, dass die LED-Lichttherapie von der FDA als Behandlung mit nicht erheblichem Risiko eingestuft wurde (Whelan et al. 2003).

In dem Zeitraum von fast 50 Jahren seit Mesters Entdeckung ist die Zahl der Krankheiten und Beschwerden, die durch LLLT wirksam behandelt werden können, exponentiell gewachsen. Die Lichttherapie ist nicht mehr nur auf Wundheilung, Schmerz und Entzündung beschränkt; viele wichtige Organsysteme des Körpers wie Herz, Gehirn, Augen, Rückenmark, Verdauungstrakt und Atemtrakt können davon profitieren, sofern die richtige Lichtquelle, die richtigen Parameter und Applikationsmethoden verwendet werden (Hamblin et al. 2015).

Wirkmechanismen

LEDs sind komplexe Halbleiter, die elektrischen Strom in inkohärentes Licht mit schmalem Spektrum umwandeln. Die Phototherapie beruht auf der direkten Übertragung der Energie einfallender Photonen auf den zellulären Energiepool, was zu einer lebensfähigen klinischen Reaktion führt, jedoch ohne Hitze oder Schädigung (Calderhead et al. 2015). Der grundlegende Mechanismus der Phototherapie umfasst die Absorption der einfallenden Photonenenergie (Photorezeption), die Transduktion und die Verstärkung des Signals im Zielgewebe, gefolgt von einer Photoreaktion (Karu 1999).

Die Photobiomodulation stimuliert nach aktuellem Verständnis die Fibroblastenproliferation, die Kollagensynthese, Wachstumsfaktoren und die Produktion extrazellulärer Matrix und verbessert die kutane Mikrozirkulation durch Aktivierung des mitochondrialen Atmungssystems der Zellen (Lee et al. 2007a).

Die LED-Photomodulation hat eine nichtthermische Wirkung auf die menschliche Haut, die höchstwahrscheinlich durch die Absorption von Licht durch mitochondriales Cytochrom vermittelt wird, insbesondere durch Cytochrom-c-Oxidase (CCO), die in der Atmungskette enthalten ist. Dieses komplexe Enzym besitzt zwei unterschiedliche Hämzentren und zwei unterschiedliche Kupferzentren, die jeweils reduziert oder oxidiert werden können, was das Absorptionsspektrum beeinflusst. Infolgedessen läuft in den Mitochondrien eine Ereigniskaskade ab, die zur Biostimulation verschiedener Prozesse führt (Mahmoud et al. 2008; Avci et al. 2013; Weiss et al. 2005).

Der Mechanismus der LLLT besteht in der Absorption von rotem und nahinfrarotem Licht durch Chromophore in den Proteinkomponenten der in den Mitochondrien lokalisierten Atmungskette (Mahmoud et al. 2008). Das wichtigste therapeutische Ziel für die sichtbaren Lichtwellenlängen ist das Enzym Cytochrom-c-Oxidase in der mitochondrialen Atmungskette der Zielzellen, was zu einer photochemisch induzierten Kaskade führt, die die Produktion von Adenosintriphosphat (ATP) und schließlich die zelluläre Photoaktivierung zur Folge hat (Karu 2007).

Die Aktivierung der Atmungskette ist der zentrale Punkt und kann durch eine Veränderung der Redoxeigenschaften, eine Beschleunigung des Elektronentransfers, die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies sowie die Induktion einer lokalen vorübergehenden Erwärmung absorbierender Chromophore erfolgen. Dies führt zu einer erhöhten Stoffwechselaktivität der Zielzellen, wie einem erhöhten ATP-Spiegel, einer Modulation reaktiver Sauerstoffspezies, der Induktion von Transkriptionsfaktoren, einer Veränderung der Kollagensynthese und der Stimulation der Angiogenese (Barolet 2008; Weiss et al. 2005; Opel et al. 2015).

Die Aktivierung von Komponenten der Atmungskette stimuliert die Expression von Genen, die mit Zellmigration und Zellproliferation zusammenhängen, sowie Veränderungen der zellulären Homöostase, der ATP- oder cAMP-Spiegel, der DNA- und RNA-Synthese, der Membranpermeabilität, der Alkalisierung des Zytoplasmas und der Depolarisation der Zellmembran. Sie verändert zudem die Produktion von Wachstumsfaktoren und Zytokinen (Mahmoud et al. 2008).

LEDs scheinen den Zellstoffwechsel zu beeinflussen, indem sie intrazelluläre photobiochemische Reaktionen auslösen. Zu den beobachteten Effekten gehören ein erhöhter ATP-Spiegel, eine Modulation reaktiver Sauerstoffspezies, die Induktion von Transkriptionsfaktoren, eine Veränderung der Kollagensynthese, die Stimulation der Angiogenese und ein erhöhter Blutfluss (Barolet 2008; Opel et al. 2015). Die LLLT stimuliert die Expression von Genen, die mit Zellmigration und Zellproliferation zusammenhängen; sie verändert zudem die Produktion von Wachstumsfaktoren und Zytokinen (Mahmoud et al. 2008; Evans and Abrahamse 2008).

Wichtige Zelltypen für die Haut- und Geweberegeneration sind Fibroblasten, Keratinozyten und Immunzellen (Mastzellen, Neutrophile und Makrophagen), die durch spezifische Wellenlängen mit ausgeprägten Gewebepenetrationseigenschaften stimuliert werden können (Huang et al. 2011).

LEDs sind kleine, robuste Geräte, die ein schmalbandiges elektromagnetisches Strahlungsspektrum aussenden, das von ultravioletten über sichtbare bis zu infraroten Wellenlängen reicht. Das emittierte Licht ist in Wellenlängen vom ultravioletten (UV) über den sichtbaren bis zum nahinfraroten (NIR) Bereich verfügbar (247–1300 nm). LED unterscheidet sich von anderen Lasertypen durch eine niedrige Intensität, die nur geringe Temperaturveränderungen bewirkt (Weiss et al. 2005). Ein signifikanter Unterschied zwischen Lasern und LEDs besteht in der Art der Energieabgabe. Die Spitzenleistung von LEDs wird in Milliwatt gemessen, die von Lasern in Watt. LEDs ermöglichen eine deutlich schonendere Abgabe derselben Lichtwellenlängen als Laser und das bei einer wesentlich geringeren Ausgangsleistung (Barolet 2008).

Während Laserverfahren eine intensive Nachbehandlung und lange Ausfallzeiten erfordern und zu Komplikationen führen können, ist die LED-Therapie eine wirksame, sichere und schmerzfreie Behandlung (Wunsch and Matuschka 2014).

Weitere Vorteile gegenüber Lasern sind die Möglichkeit, Wellenlängen in Arrays unterschiedlicher Größe zu kombinieren. LED verteilt sich über eine größere Oberfläche als Laser und kann dort eingesetzt werden, wo große Areale behandelt werden, was zu einer kürzeren Behandlungszeit führt (Barolet 2008).

Die Absorption von rotem und nahinfrarotem Licht durch Photoakzeptormoleküle in den Atmungsketten kann eine Veränderung des Redoxstatus der Zellen bewirken und die Nukleinsäuresynthese aktivieren, um die Zellproliferation zu beschleunigen (Karu 1987, 1999).

Unterschiedliche Wellenlängen haben unterschiedliche Chromophore und können verschiedene Wirkungen auf das Gewebe haben. Wellenlängen werden häufig anhand ihrer zugehörigen Farbe bezeichnet und umfassen blaues (400–470 nm), grünes (470–550 nm), rotes (630–700 nm) und nahinfrarotes (700–1200 nm) Licht. Die Gewebepenetrationstiefe hängt hauptsächlich von der Wellenlänge des Lichts ab (Barolet 2008). Wellenlängen von 630–900 nm können die gesamte papilläre Dermis durchdringen und dort absorbiert werden.

Für die besten Effekte sollte die verwendete Wellenlänge eine optimale Eindringung des Lichts in die Zielzellen oder das Zielgewebe ermöglichen. Da Cytochrom-c-Oxidase der wahrscheinlichste Chromophor bei der LLLT ist, werden zwei Absorptionsmaxima im roten (~660 nm) und im nahinfraroten (~850 nm) Spektrum berücksichtigt (Karu et al. 2005; Barolet 2008).

Die Analyse der Genexpressionsprofile in menschlichen Fibroblasten zeigte einen Einfluss von niedrigintensivem Rotlicht der Wellenlänge 628 nm auf 111 verschiedene Gene, die an zellulären Funktionen beteiligt sind, wie Zellproliferation, Apoptose, Stressantwort, Protein-, Fett- und Kohlenhydratstoffwechsel, mitochondrialer Energiestoffwechsel, DNA-Synthese und DNA-Reparatur, antioxidative Funktionen sowie Zytoskelett- und Zell-Zell-Interaktionsfunktionen (Zhang et al. 2003; Wunsch and Matuschka 2014).

Rotes Licht (Wellenlängenbereich 620 bis 770 nm), das zum sichtbaren Lichtspektrum gehört, kann den Fibroblasten-Wachstumsfaktor aktivieren, Typ-1-Prokollagen und die Matrixmetalloproteinase-9 (MMP-9) erhöhen und MMP-1 in der Hautdermis verringern, da es etwa 6 mm tief in die Haut eindringen kann; daher wird es in der photodynamischen Therapie (PDT) bevorzugt eingesetzt. Eine Zunahme der Fibroblastenzahl und ein mildes entzündliches Infiltrat nach Exposition wurden histologisch nachgewiesen (Barolet et al. 2009; Issa et al. 2009; Opel et al. 2015).

Rote LEDs haben die tiefste Gewebepenetration der sichtbaren Wellenlängen und zeigen eine signifikante Verringerung der Epidermisdicke, des elastotischen Materials und des dermalen entzündlichen Infiltrats sowie eine Zunahme von Kollagen und Prokollagen Typ I und III in der oberen Dermis. TGF-β ist ein Wachstumsfaktor, der die Kollagensynthese in Fibroblasten induziert und nach PDT signifikant erhöht ist (Karrer et al. 2013).

Aufgrund der tieferen Lichteindringung in die Haut wird Rotlicht in der PDT breit bevorzugt und kann zudem entzündungshemmende Effekte über die Regulierung der Freisetzung entzündlicher Faktoren entfalten. Wichtige Zelltypen für die Haut- und Geweberegeneration sind Fibroblasten, Keratinozyten und Immunzellen (Mastzellen, Neutrophile und Makrophagen), die durch spezifische Wellenlängen mit ausgeprägten Gewebepenetrationseigenschaften stimuliert werden können (Calderhead et al. 2015).

Die PDT umfasst typischerweise die Applikation eines topischen Photosensibilisators wie 5-Aminolävulinsäure (ALA) oder deren Methylester (MAL), der durch Exposition gegenüber einer sichtbaren Lichtquelle aktiviert wird. Nach der Aktivierung eines Photosensibilisators durch Licht der geeigneten Wellenlänge werden ROS, insbesondere Singulett-Sauerstoff, erzeugt. Infolge der Kombination aus Licht, Photosensibilisator und Gewebssauerstoff entstehen in erkranktem Gewebe zytotoxische ROS, die Nekrose und Apoptose der malignen und prämalignen Zellen induzieren (Hamblin and Demidova 2006). Die onkologischen Indikationen aktinische Keratosen, noduläre oder superfizielle Basalzellkarzinome und die Bowen-Krankheit sind zugelassene Indikationen für die PDT mit ALA/MAL (Morton et al. 2002).

Die PDT bei Akne basiert auf der Tatsache, dass Propionibacterium acnes endogene Porphyrine enthält, insbesondere Koproporphyrin III (Babilas et al. 2005). Das Rotlichtmodul wird zusätzlich zur Blaulicht-Phototherapie verwendet, um neues Gewebewachstum zu fördern, die Heilung zu unterstützen und Kollagen zu stimulieren, wodurch Linien und Falten reduziert werden (Abb. 1).

Patient, der eine Rotlicht-LED-Behandlung des Gesichts bei lichtgeschädigter Haut erhält
Abb. 1 Rotlicht-LED-Behandlung bei lichtgeschädigter Haut (Foto aus dem Privatarchiv von Dr. Luiza Pitassi)

Die positive Wirkung von Rotlicht auf die Wundheilung lässt sich durch mehrere grundlegende biologische Mechanismen erklären, einschließlich der Induktion der Expression von Zytokinen und Wachstumsfaktoren wie VEGF, der für die zur Wundheilung erforderliche Neovaskularisation verantwortlich ist (Hamblin and Demidova 2006).

Nahinfrarotlicht (IR), auch als monochromatische Infrarotenergie bekannt, soll die Durchblutung stimulieren, indem es die Freisetzung von Guanylatcyclase und Stickstoffmonoxid induziert; dies fördert wiederum die Vasodilatation und die Produktion von Wachstumsfaktoren sowie die Angiogenese und führt in der Folge zur Wundheilung (Karu 1987; Opel et al. 2015) (Abb. 2).

Patient, der nach ablativem Laser-Resurfacing eine nahinfrarote LED-Behandlung mit 830 nm erhält
Abb. 2 Behandlung mit nahinfrarotem Licht (830 nm) nach ablativem Laser-Resurfacing (Foto aus dem Privatarchiv von Dr. Luiza Pitassi)

IR-LED umfasst das Wellenband oberhalb von 760 nm und kann 5 bis 10 mm tief in die Haut eindringen. Nahinfrarotlicht mit 830 nm wurde zur Behandlung von Wunden, Schmerzen, Ulzera, therapierefraktären Läsionen, Hautverjüngung und Akne vulgaris eingesetzt (Opel et al. 2015).

Eine einzige Behandlung der normalen Haut mit 830 nm LED-LLLT zeigte im Vergleich zu unbestrahlten Kontrollen nach 48 h eine schnelle photovermittelte Degranulation von Mastzellen, begleitet von einer ultrastrukturell nachgewiesenen Entzündungsreaktion mit signifikant höheren Zahlen von Mastzellen, Makrophagen und Neutrophilen (Calderhead et al. 2008).

Die LED-Bestrahlung mit einer Kombination von Wellenlängen, wie 630 oder 660 nm kombiniert mit 830 oder 850 nm, erhöhte die Zellzahl und die Typ-I-Kollagenexpression stärker als die Behandlung mit jeder Wellenlänge allein und verringerte die MMP-1-Expression (Tian et al. 2012).

Lee et al. verglichen die Wirkungen einer LED-Behandlung mit 633 und 830 nm jeweils allein sowie der Kombination aus 830 und 633 nm mit einer Kontrollgruppe. Obwohl alle mit LED behandelten Gruppen in dieser Studie statistisch signifikante makroskopische und histologische Ergebnisse im Vergleich zu den Kontrollen zeigten, erwies sich die 830-nm-Gruppe in allen Aspekten als überlegen, einschließlich Kollagenese, Hautelastizität, Expression von Gewebsinhibitoren der Matrixmetalloproteinase 1 und subjektiver Patientenzufriedenheit (Lee et al. 2007a).

Blaulicht (Wellenlängenbereich 400 bis 480 nm) ist eine UV-freie Bestrahlung und scheint seine Wirkung bei Akne über seinen Einfluss auf Propionibacterium acnes und seine entzündungshemmenden Eigenschaften zu entfalten (Abb. 3).

Patient, der eine Blaulicht-LED-Behandlung gegen Akne erhält
Abb. 3 Blaulicht-LED-Behandlung bei Akne (Foto aus dem Privatarchiv von Dr. Luiza Pitassi)

P. acnes enthält natürlicherweise vorkommende Porphyrine, hauptsächlich Koproporphyrin und Protoporphyrin IX. Es wird angenommen, dass die Absorption von Blaulicht durch diese Moleküle einen natürlichen PDT-Effekt induziert, bei dem die Bakterien durch die Bildung von Sauerstoff-Freiradikalen zerstört werden (Dai et al. 2012; Opel et al. 2015).

Ein Wirkmechanismus der Phototherapie bei Akne ist die Absorption von Licht, insbesondere Blaulicht, durch Porphyrine, die von P. acnes im Rahmen seines normalen Stoffwechsels produziert werden und als endogene Photosensibilisatoren wirken (Lee et al. 2007a; Avci et al. 2013). Aufgrund seiner Wirksamkeit bei der Verringerung der Zellproliferation eignet sich Blaulicht auch zur Behandlung hyperplastischer Erkrankungen und chronischer Hautentzündungen.

Die Verwendung einer dualwelligen LED-Lichtquelle (rot und blau) verbessert die PDT-Ergebnisse bei Akne und anderen Talgdrüsenerkrankungen. Die rote Wellenlänge (630 nm) kann die Talgdrüsen erreichen, und blaues Licht (405 nm) photobleicht residuales Protoporphyrin IX (PpIX) in der Epidermis und verringert so die Fotosensibilität nach der Behandlung (Barolet 2008).

Die topische PDT ist zudem eine Behandlung für nichtmelanozytären Hautkrebs (NMSC) und zur Verbesserung des Photoaging. Die PDT umfasst typischerweise die Applikation eines topischen Photosensibilisators wie 5-Aminolävulinsäure (ALA) oder deren Methylester (MAL), der durch Exposition gegenüber einer sichtbaren Lichtquelle aktiviert wird. Infolge der Kombination aus Licht, Photosensibilisator und Gewebssauerstoff entstehen in erkranktem Gewebe zytotoxische ROS, die Nekrose und Apoptose der malignen und prämalignen Zellen induzieren (Gold et al. 2006; Szeimies et al. 2012).

Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Exposition der Patienten gegenüber einer Kombination von LED-Wellenlängen wirksamer ist als eine Monotherapie. Dieser synergistische Effekt wurde bei einer Vielzahl von Hauterkrankungen untersucht (Russell et al. 2005; Goldberg et al. 2006; Goldberg and Russel 2006; Lee et al. 2007a; Park et al. 2014).

Indikationen

Eine Literaturrecherche zeigte, dass unterschiedliche Wellenlängen von in der Dermatologie verwendeten Leuchtdiodengeräten viele positive Effekte zur Behandlung einer breiten Palette von Hauterkrankungen haben (Tabelle 1), darunter Akne, Narben und lichtgeschädigte Haut; Nebenwirkungen waren entweder mild oder wurden nicht berichtet. Es ist weiterhin ratsam, Personen mit lichtempfindlichen Dermatosen oder Personen, die fotosensibilisierende Medikamente einnehmen, zu untersuchen, da diese Kontraindikationen für die Behandlung darstellen. Besondere Vorsicht gilt für epileptische und photophobische Patienten, insbesondere wenn LEDs gepulst betrieben werden (Barolet 2008; Opel et al. 2015).

Tabelle 1 Häufigste LED-Indikationen in der Dermatologie
Wundheilung
Photorejuvenation
Hypertrophe Narben und Keloide
Akne
Postinflammatorische Hyperpigmentierung
Erythem
Ödem
Analgesie
Verbrennung
Alopezie
Photodynamische Therapie (aktinische Keratose, Bowen-Krankheit und Basalzellkarzinom)
Vitiligo
Psoriasis
Rosazea
Herpes simplex

Wellenlängen im Bereich 600–700 nm werden zur Behandlung oberflächlicher Gewebe gewählt, Wellenlängen zwischen 780 und 950 nm aufgrund der größeren optischen Eindringtiefe für tiefer gelegene Gewebe. Aufgrund der möglichen Existenz der oben erwähnten biphasischen Dosis-Wirkungs-Kurve ist die Wahl der richtigen Lichtdosis, ausgedrückt als Energiedichte, für jede spezifische Erkrankung schwierig (Hamblin and Demidova 2006) (Tabelle 2).

Tabelle 2 LED-Wellenlängen von in der Dermatologie verwendeten Leuchtdiodengeräten
FarbeWellenlänge (nm)HautbehandlungBehandlungszeit
Rot 610–760 Hautverjüngung, feine Linien, raue Haut, Hautton, Textur, Porengröße, Depigmentierung, Wundheilung, hypertrophe Narben, Keloide, Ödeme und Erythem 20–30 Min. pro Sitzung; zwei Sitzungen pro Woche
Blau 450–500 Akne, Hyperpigmentierung, Keloide, fibrotische Hauterkrankungen 20–30 Min. pro Sitzung; zwei Sitzungen pro Woche
Infrarot 850–940 Hautverjüngung, hypertrophe Narben, Keloide 20–30 Min. pro Sitzung; zwei Sitzungen pro Woche

LED bei Akne, Narben und lichtgeschädigter Haut

Akne

Eine Phototherapie mit sichtbarem Licht, hauptsächlich Blaulicht, Rotlicht oder einer Kombination aus beiden, wurde als alternative Therapieform zur Behandlung der Akne vulgaris vorgeschlagen. Ein Wirkmechanismus der Phototherapie bei Akne ist die Absorption von Licht, insbesondere Blaulicht, durch Porphyrine, die von P. acnes im Rahmen seines normalen Stoffwechsels produziert werden und als endogene Photosensibilisatoren wirken (Avci et al. 2013).

Die Blaulichttherapie (415 nm) aktiviert wirksam Koproporphyrin III und Protoporphyrin IX und zerstört anschließend die Bakterien P. acnes (Abb. 4). In Studien an leichter bis mittelschwerer, entzündlicher und pustulöser Akne führte die Bestrahlung über acht bis zehn Behandlungen zu einer signifikanten Verringerung der Akne-Läsionen (Goldberg and Russel 2006).

Photoinaktivierung von P. acnes durch endogene Porphyrine nach 30-minütiger Beleuchtung mit Blaulicht bei 405 nm
Abb. 4 Photoinaktivierung von P. acnes durch seine endogenen Porphyrine nach 30-minütiger Beleuchtung mit Blaulicht bei 405 nm (Fotos aus dem Privatarchiv von Dr. Luiza Pitassi)

Die Blaulichtbehandlung scheint zudem entzündungshemmende Effekte auf Keratinozyten zu haben, indem sie die zytokininduzierte Produktion der Marker IL-1-alpha und ICAM-1 verringert (Shnitkind et al. 2006). Blaues LED-Licht (400–470 nm) hat eine maximale Eindringtiefe von bis zu 1 mm. Es eignet sich am besten für die Behandlung oberflächlicherer Erkrankungen, wie zur Bekämpfung von P. acnes bei Akne vulgaris (Opel et al. 2015). Auf P. acnes-Kolonien angewendetes Blaulicht bewirkt eine Photoanregung der bakteriellen Porphyrine, stimuliert die Produktion von Singulett-Sauerstoff und führt schließlich zur endogenen photodynamischen Zerstörung von P. acnes (Lee et al. 2007b; Joo et al. 2012).

Shalita et al. zeigten die Anwendung von Blaulicht (405–420 nm) zur Aknebehandlung mit zweimal wöchentlichen 10-minütigen Lichtexpositionen. Insgesamt 35 Probanden mit Läsionen im Gesicht und am Rücken wurden über einen Zeitraum von 4 Wochen behandelt; 80 % zeigten eine signifikante Verbesserung der nichtentzündlichen, entzündlichen und gesamten Gesichtsläsionen, mit einem durchschnittlichen Rückgang der Zahl entzündlicher Läsionen um 70 % zwei Wochen nach der letzten Behandlung (Shalita et al. 2001).

Morton et al. behandelten 30 Patienten mit leichter bis mittelschwerer Akne über einen Zeitraum von 4 Wochen mit 8-, 10- oder 20-minütigen Behandlungen mit blauer LED (415 nm). Die Zahl entzündlicher Läsionen nahm ab, während die Wirkung auf nichtentzündliche Läsionen minimal war (Morton et al. 2005).

Tremblay et al. verabreichten Patienten mit leichter bis mittelschwerer entzündlicher Akne zwei 20-minütige Behandlungen mit blauer LED (415 nm) pro Woche über 4–8 Wochen. Neunzig Prozent der Patienten waren mit dem Ergebnis zufrieden. Objektiv wurde eine Verringerung der Läsionszahl um 50 % festgestellt (Tremblay et al. 2006).

Die Blaulichtbehandlung geht mit signifikanten Verringerungen von Größe und Zahl der Läsionen, des Schweregrads und der Rötung von Schüben sowie mit Verbesserungen des Gesamterscheinungsbildes der Haut, ihrer Klarheit, Strahlkraft, ihres Tonus, ihrer Textur und Glattheit einher (Ash et al. 2015; Opel et al. 2015).

Rotes Licht (633 nm) ist bei der Aktivierung von Koproporphyrin III weniger wirksam als Blaulicht, aber ein potenter Aktivator von Protoporphyrin IX, das ebenfalls in P. acnes-Bakterien vorkommt. Da rotes Licht tiefer in das Gewebe eindringt als blaues, ist es möglich, dass rotes Licht P. acnes-Bakterien in den unteren Bereichen der Talgdrüse aktiv zerstört (Goldberg and Russel 2006).

Rotes Licht soll die Freisetzung von Zytokinen aus verschiedenen Zellen, einschließlich Makrophagen, stimulieren und Entzündungen verringern. Die Wirkung von sichtbarem Rotlicht auf die lokalen Gefäße ist ebenfalls gut bekannt. Das rote Licht bringt mehr Sauerstoff und Nährstoffe in das Gebiet und hilft dadurch weiter, Entzündungen zu reduzieren und den Wundreparaturprozess zu fördern (Goldberg and Russel 2006; Sadick 2008; Avci et al. 2013; Sawhney and Hamblin 2014).

Die Kombination von LEDs zur Behandlung der Akne ist ebenfalls vielversprechend. Eine Phototherapie mit gemischtem blau-rotem Licht ist, wahrscheinlich durch die Kombination antibakterieller und entzündungshemmender Wirkungen, eine sichere, wirksame und schmerzfreie Behandlung für leichte bis mittelschwere Akne vulgaris ohne signifikante kurzfristige Nebenwirkungen (Avci et al. 2013; Opel et al. 2015).

Karu zeigte, dass bei gleichzeitiger Exposition von Propionibacterium acnes gegenüber blauem und rotem Licht in vivo eine deutliche Hemmung der Zellaktivität im Vergleich zur separaten Gabe von rotem und blauem Licht zu beobachten war (Karu 1999).

Lee et al. behandelten Patienten mit mittelschwerer Akne mit einer Kombination von blauen (415 nm) und roten (640 nm) LED-Geräten. Es wurde eine Verbesserung der Komedonenzahl um 34 % und der Zahl entzündlicher Läsionen um 78 % beobachtet. Die meisten Studien zeigten, dass die Verbesserung entzündlicher Läsionen höher war als die Verbesserung der Komedonen (Lee et al. 2007b). Kwon et al. zeigten einen Rückgang sowohl entzündlicher als auch nichtentzündlicher Akne-Läsionen um 77 % bzw. 54 % nach einem zu Hause angewendeten kombinierten blau-roten LED (Kwon et al. 2013).

Obwohl Blaulicht in Kombination mit ALA bei der Behandlung von Akne bei 20 Patienten erprobt wurde, traten stärkere Nebenwirkungen auf, und die Ergebnisse waren im Vergleich zur blauen LED allein nicht klinisch signifikant (Weinstabl et al. 2011; Opel et al. 2015).

Rotes Licht kann postinflammatorische Hyperpigmentierung (PIH) nach Akne verhindern oder behandeln. Auf Basis fotografischer Analysen und Messungen des Melaningehalts können die meisten Patienten eine erhebliche Verringerung oder das Fehlen von PIH-Läsionen in den mit LED behandelten Arealen erreichen (Barolet 2008). Die Rotlichttherapie wird üblicherweise mit Wellenlängen aus dem sichtbaren Spektrum bei 670 nm durchgeführt, einer Wellenlänge, die von Melanin absorbiert wird. Die Lichtenergiemenge, die von Pigmenten in der Haut wie Melanin absorbiert wird, sollte bei der Erstellung eines Lichttherapieplans berücksichtigt werden. Um die gleiche Energieabgabe an Strukturen unterhalb der Epidermis zu erreichen, benötigen Patienten mit Hauttypen der Fitzpatrick-Skala 5 oder 6 eine höhere Lichtdosis (Fluenz) als Patienten mit den Hauttypen 1 oder 2 (Brondon et al. 2007).

Verschiedene LED-Wellenlängen können die Melanogenese in normalen menschlichen Melanozyten beeinflussen. LED-Bestrahlung bei 830, 850 und 940 nm reduzierte die Melanogenese durch eine verringerte Tyrosinaseexpression, ohne zytotoxische Effekte auszuüben. Die LED-Wellenlänge von 830 nm verringert zudem die Melaninsynthese und könnte ein hilfreiches Therapieinstrument zur Behandlung von Patienten mit Hyperpigmentierung sein (Kim et al. 2012).

Papageorgiou et al. untersuchten die Wirkungen einer kombinierten Blaulicht- und Rotlichtbehandlung in einer randomisierten Studie mit 107 Patienten mit leichter bis mittelschwerer Akne. Die Ergebnisse zeigten einen Rückgang entzündlicher Läsionen um 76 % in der Kombinationsgruppe. Dieses Ergebnis war signifikant besser als das, das mit Blaulicht allein erreicht wurde (Papageorgiou et al. 2000).

Die blaue und rote Licht kombinierende LED-Phototherapie ist eine wirksame, sichere und schmerzfreie Behandlung für leichte bis mittelschwere Akne vulgaris, insbesondere für papulopustulöse Akne-Läsionen (Lee et al. 2007b).

Narben

Narben, hypertrophe Narben und Keloide sind kosmetisch und psychosozial entstellend und können dazu führen, dass Patienten verschiedene Behandlungen suchen, um die ästhetischen und funktionellen Beeinträchtigungen durch die Narbenbildung zu beheben. Hypertrophe Narben und Keloide können nach Operationen und Traumata entstehen und sind durch fibroblastische Proliferation und übermäßige Kollagenablagerung gekennzeichnet (Uitto and Kouba 2000; Lev-Tov et al. 2012).

Es wurde gezeigt, dass Leuchtdiodengeräte die Fibroblastenaktivität stimulieren und die Wundheilung beschleunigen. Studien wiesen auf einen möglichen Nutzen von roter und infraroter Low-Level-Lichttherapie zur Verbesserung von Narben hin. Es wurde berichtet, dass die Kollagensynthese verringert und interstitielle Matrixmetalloproteinasen (MMP-1), die am normalen Umsatz des Hautkollagens beteiligte Kollagenase, in gealterter Haut hochreguliert sind (Brondon et al. 2007).

Es wurde vorgeschlagen, dass Interleukin-(IL-)6-Signalwege eine zentrale Rolle in diesem Prozess spielen und daher eine Hemmung des IL-6-Signalwegs ein vielversprechendes therapeutisches Ziel zur Narbenprävention sein könnte. Da nachgewiesen wurde, dass die LED-Therapie die IL-6-mRNA-Spiegel senkt, könnte sie möglicherweise eine fehlgeleitete Heilung verhindern (Ghazizadeh et al. 2007; Uitto 2007; Barolet 2008).

Die LED-Phototherapie mit nahinfrarotem Licht bei 805 nm ist eine Methode, um die Entstehung hypertropher Narben oder Keloide bei Patienten zu verhindern oder abzuschwächen, die sich einer chirurgischen Exzision oder einer CO2-Laserablation von Keloiden oder hypertrophen Narben unterzogen haben (Mamalis et al. 2014).

In-vitro-Studien zeigen, dass die LED-Phototherapie sowohl mit roten als auch mit nahinfraroten Wellenlängen die Fibroblastenproliferation unterdrücken kann und eine mechanistische Grundlage für die künftige Behandlung von Keloiden bieten könnte (Barolet and Boucher 2010) (Abb. 5).

Keloid, zweimal wöchentlich 60 Tage lang mit kombiniertem 630-nm-Rotlicht-LED und 850-nm-Infrarot-LED behandelt, mit deutlicher Verbesserung bei der 6-Monats-Nachuntersuchung
Abb. 5 Keloid, 60 Tage lang zweimal wöchentlich für 30 Minuten mit einer Kombination aus einem roten LED-Gerät (630 nm) und einem IR-LED-Gerät (850 nm) behandelt, mit deutlicher Verbesserung bei der 6-Monats-Nachuntersuchung (Foto aus dem Privatarchiv von Dr. Luiza Pitassi)

Narben, die 30 Tage lang täglich 15 Minuten mit einem infraroten LED-Gerät (805 nm bei 30 mW/cm2) behandelt wurden, zeigten eine signifikante Verbesserung ohne damit verbundene Nebenwirkungen, belegt durch Verbesserungen des VSS-Scores, Messungen der Narbenhöhe mittels quantitativer Hauttopographie und eine verblindete klinische Beurteilung der Fotos (Mamalis et al. 2014).

Eine kürzlich durchgeführte Studie zeigte, dass blaues LED-Licht die Proliferation und Migrationsgeschwindigkeit dermaler Fibroblasten aus erwachsener menschlicher Haut hemmen kann und dosisabhängig mit einer erhöhten Bildung reaktiver Sauerstoffspezies einhergeht, ohne die Vitalität zu verändern. Blaues LED-Licht hat das Potenzial, zur Behandlung von Keloiden und anderen fibrotischen Hauterkrankungen beizutragen (Mamalis et al. 2015).

Das Potenzial der PDT auf Narbengewebe wurde bereits untersucht. In-vitro-Studien haben gezeigt, dass ALA-PDT die kollagenabbauenden Matrixmetalloproteinasen MMP-1 und MMP-3 in dermalen Fibroblasten induziert und gleichzeitig die Expression von Kollagen-Typ-1-mRNA verringert (Karrer et al. 2003). Eine retrospektive verblindete Studie von Sakamoto et al. fand heraus, dass Aminolävulinsäure (ALA) oder Methylester-Aminolävulinsäure (MAL) in Kombination mit roter LED das Erscheinungsbild von Narben nach zwei oder mehr Behandlungen statistisch signifikant verbesserte (Sakamoto et al. 2012).

Nie et al. berichteten über eine positive Wirkung der PDT bei einem Patienten mit persistierendem Keloid, das auf eine Reihe von Standardtherapien nicht angesprochen hatte. Nach fünf MAL-PDT-Sitzungen hatte sich die Narbenfarbe verbessert, das Keloid war kleiner und flacher geworden, und die Rötung im umgebenden Rand war verringert (Nie et al. 2010).

Die PDT kann die Narbenbildung bei Keloiden verringern, belegt durch das Ausbleiben von Rezidiven und die Verbesserung von Zeichen und Symptomen sowie durch einen verringerten Blutfluss, eine erhöhte Geschmeidigkeit und erniedrigte Kollagen- und Hämoglobinspiegel (Ud-Din et al. 2013).

Lichtgeschädigte Haut

Die Verwendung von LEDs zur Hautverjüngung ist insofern einzigartig, als sie keine thermische Schädigung verursacht. Es wird angenommen, dass spezifische LED-Lichtwellenlängen in der Haut absorbiert werden und Zellfunktion, Proliferation und Reparatur in sonnengeschädigtem Gewebe modulieren, in einem Prozess, der als Photobiomodulation bezeichnet wird (Baez and Reilly 2007).

Die Photobiomodulation stimuliert nach aktuellem Verständnis die Produktion von Wachstumsfaktoren (d. h. Fibroblasten-Wachstumsfaktor, TGF, PDGF), die Produktion extrazellulärer Matrix und eine erhöhte Synthese von Kollagen und Prokollagen und verbessert die kutane Mikrozirkulation durch Aktivierung des mitochondrialen Atmungssystems der Zellen (Lee et al. 2007a).

Eine Reihe klinischer Studien belegt die Wirksamkeit der LED-Therapie bei der Photorejuvenation unter Verwendung verschiedener LED-Lichtquellen. Es wurde gezeigt, dass LEDs UV-geschädigte Hautzustände einschließlich Photoaging verbessern, was darauf hindeutet, dass sich die Wirkmechanismen von LEDs und UV-Strahlung unterscheiden (Kim et al. 2012).

Trelles wies darauf hin, dass die LED-Therapie einen möglichen Ansatz für die Anti-Aging-Prävention darstellt. Die Prävention kann durch Bestrahlung mit niedrig dosierter Photoenergie spezifischer Wellenlängen erreicht werden, die nach photobiologischen Erkenntnissen sowohl epidermale als auch dermale Zellen stimulieren kann (Trelles 2006).

Neuere Studien deuten darauf hin, dass die LLLT, insbesondere rote oder nahinfrarote Strahlung, einen wirksamen Schutz vor UV-induzierter Lichtschädigung bieten kann. Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass früher am Tag oder im Verlauf des Vormittags rote und nahinfrarote Wellenlängen des Sonnenspektrums vorherrschen und die Haut auf die potenziell schädliche UV-Strahlung vorbereiten, die später am Tag, zur Mittags- und Nachmittagszeit, vorherrscht (Barolet 2008; Sawhney and Hamblin 2014).

Die Bestrahlung mit Rotlicht erhöhte die Synthese des Fibroblasten-Wachstumsfaktors in photoaktivierten Makrophagen und beschleunigte die Degeneration von Mastzellen (Lam et al. 1986).

Es wurde gezeigt, dass die Induktion der Kollagensynthese durch LED im roten Spektrum weitgehend in der papillären Dermis stattfindet. Barolet et al. zeigten, dass die LED-Therapie die Herunterregulierung von Kollagen aufhob und die Hochregulierung von MMP-1 umkehrte. Dies könnte die Verbesserungen des Hautbildes erklären, die bei mit LED behandelten Personen beobachtet wurden. Diese Befunde deuten darauf hin, dass LED bei 660 nm eine sichere und wirksame Strategie zur Kollagenförderung ist (Barolet et al. 2009).

Das rote Licht wird verwendet, um neues Gewebewachstum zu fördern, die Heilung zu unterstützen und Kollagen zu stimulieren, wodurch Linien und Falten reduziert werden. Es wurde zudem verwendet, um raue Haut, die Tiefe von Falten, Hautton, Textur, Porengröße, Dyspigmentierung, Ödeme und Erytheme zu verbessern (Sauder 2010).

Eine Split-Face-Studie mit roter LED (633 nm) bei Patienten, die sich einer Blepharoplastik und einem periokulären Resurfacing unterzogen hatten, zeigte eine statistisch signifikante Verbesserung von Ödem, Erythem, Blutergüssen und Schmerzen auf der behandelten Gesichtshälfte (Opel et al. 2015).

Licht der Wellenlänge 830 nm (nahinfrarot) wird eher in der Zellmembran absorbiert als in Zellorganellen, die bei Verwendung von sichtbarem Licht das Ziel bleiben. Die Bestrahlung mit 830 nm beschleunigte die Transformation von Fibroblasten zu Myofibroblasten und die Degranulation von Mastzellen. Zudem werden Chemotaxis und phagozytische Aktivität von Leukozyten und Makrophagen bei zellulärer Stimulation durch diese Wellenlänge verstärkt (Russell et al. 2005).

Eine Phototherapie mit infraroter Wellenlänge und einer LED bei 830 nm hat entzündungshemmende Effekte und ist für die Regeneration geschädigter Haut nützlich. Es ist bekannt, dass die Wellenlänge von 830 nm die Aktionspotenziale wundheilender Zellen, insbesondere in der Entzündungs- und Remodellierungsphase, dramatisch erhöht und daher zu einer deutlich schnelleren Abheilung von Nebenwirkungen nach Laserbehandlungen wie Erythem und Schmerz führt (Russell et al. 2005; Trelles 2006).

Frühere Arbeiten zur kombinierten Verwendung einer LED-Therapie mit 633 und 830 nm bei der Behandlung lichtgealterter Haut wurden veröffentlicht. Es wurde gezeigt, dass rotes Licht (633 nm) den Fibroblasten-Wachstumsfaktor und die Kollagensynthese in der Haut erhöht (Baez and Reilly 2007).

Die Wellenlänge von 830 nm ist gut mit der Photobiomodulation wundheilender Zellen verbunden: der Mastzellen, Neutrophilen und Makrophagen. Die nachfolgenden Dosen mit 633 nm konzentrieren sich auf die Fibroblasten, halten aber das Reaktionsniveau in den anderen Zellen aufrecht. Beide Wellenlängen sind mit einem Anstieg der Rate und des Volumens des lokalen Blutflusses verbunden, und 830 nm stimuliert zudem die Übergangsphase des Remodelings (Trelles 2006).

Die Synergie der Lichtwellenlängen von 633 und 830 nm kombiniert diese Effekte, um die Fibroblastenproliferation und damit die Kollagensynthese zu erhöhen sowie Entzündungszelllinien wie Mastzellen und Makrophagen zu stimulieren (Calderhead et al. 2015).

Goldberg et al. untersuchten die Kombination einer Behandlung mit roter (633 nm) und infraroter (830 nm) LED bei lichtgeschädigter Haut und berichteten von einer Erweichung periorbitaler Falten bei 80 % der Probanden. Es bestand eine subjektive Verbesserung von Weichheit, Glattheit und Festigkeit. Die histologische Untersuchung zeigte eine erhöhte Anzahl und Dicke von Kollagenfibrillen (Goldberg et al. 2006).

Eine Verbesserung des Hautbildes bei gealterten oder lichtgealterten Personen wurde nach seriellen Ganzgesichts- oder Split-Face-Behandlungen mit rotem Licht (633, 633 nm) oder mit rotem Licht in Kombination mit infrarotem Licht (830 nm) dokumentiert (Barolet et al. 2009).

Frühere Befunde brachten die Fibroblastenaktivität und das dermale Matrixremodeling mit einer Zunahme der intradermalen Kollagendichte und verringerten Alterszeichen in Verbindung (Lee et al. 2007a). Zu den vermuteten zugrunde liegenden Mechanismen gehören die Photostimulation terminaler Moleküle in der Elektronentransportkette und der daraus resultierende Anstieg der Adenosintriphosphat-(ATP-)Konzentration sowie die selektive lichtgetriebene Aktivierung von Wassermolekülen, wodurch der Stoffwechselaustausch gefördert und die Ionentransportsysteme in den Zellmembranen beeinflusst werden (Wunsch and Matuschka 2014).

In einer prospektiven, placebokontrollierten, doppelblinden Split-Face-Studie randomisierten Lee et al. Patienten mit Gesichtsfalten für eine Behandlung mit roter LED (640 nm), infraroter LED (830 nm), beiden oder einer Scheinbehandlung. Alle Behandlungsgruppen zeigten eine statistisch signifikante Verringerung der Faltenschwere: 26 %, 33 % bzw. 36 %. Auch die Hautelastizität verbesserte sich. Gewebeuntersuchungen zeigten eine Zunahme von Kollagen und elastischen Fasern neben hochaktiven Fibroblasten (Lee et al. 2007a).

Eine Studie mit einem Lichtgerät, das schmalbandiges Blaulicht (420 nm) und nahinfrarotes Licht (850–890 nm) kombiniert, mit einer Expositionsdauer von 20 Minuten und einer Gesamtdosis von 60 J/cm2, zeigte eine dramatische Verbesserung der Hautphotorejuvenation in Kombination mit Glykolsäure-Peelings und topischem Vitamin C (Fournier et al. 2006). LED-Behandlungen eignen sich gut nach jedem Verfahren, das Erythem und Irritationen verursacht, einschließlich chemischer Peelings oder ablativer Lasersysteme, und führen zu einer extrem hohen Zufriedenheit.

In In-vitro-Ergebnissen wurde gezeigt, dass die Kombination von LED-Lichtwellenlängen die Homogenisierung der Zellform, die Zellproliferation und den Spiegel wichtiger Proteine im Heilungsprozess verbessert (Chabert et al. 2015). Das LED-System ist für seine heilenden und entzündungshemmenden Eigenschaften sowie dafür bekannt, die Ergebnisse ästhetischer Gesichtseingriffe zu verbessern.

Schlussfolgerung

Die LED-Phototherapie ist eine nichtablative, nichtthermische und nichttraumatische Behandlung, die die Zellaktivitäten und Zellfunktionen durch einen photobiomodulativen Effekt stimuliert.

Die Lichttherapie kann eine sichere und wirksame Alternative zur Behandlung von Akne, Narben und lichtgeschädigter Haut sowie für eine Vielzahl medizinischer Behandlungen sein, ohne dass während oder nach der LED-Behandlung Nebenwirkungen oder Ausfallzeiten berichtet wurden.

Wichtige Botschaften

  • LED ist nichtablativ und nichtthermisch und daher für alle Hauttypen sicher.
  • Die Behandlung erfolgt freihändig, ohne dass eine Bedienperson anwesend sein muss.
  • Das Infrarotspektrum ist für das Auge unsichtbar.
  • Augenschutz ist sowohl für den Arzt als auch für den Patienten obligatorisch.
  • LED kann als begleitende Behandlung bei allen Laserverfahren eingesetzt werden.
  • Die LED-Therapie unterstützt die Wundheilung nach Operationen.
  • Die Ergebnisse sind besser, wenn LED in Kombination angewendet wird.
  • Die LED-Therapie ist eine wirksame, schmerzfreie Therapieform ohne Ausfallzeit.

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