De evolutie en mechanismen van fotobiomodulatie (PBM) Therapie

Wat is fotobiomodulatietherapie (PBM)?

Fotobiomodulatie therapie (PBM) is een vorm van lichttherapie waarbij gebruik wordt gemaakt van niet-ioniserende lichtbronnen in het zichtbare licht (400-700 nm) en bijna-infrarood (700-1100 nm) elektromagnetisch spectrum, inclusief lasers. Deze therapie wordt veel gebruikt vanwege de ontstekingsremmende eigenschappen, stimulatie van de collageenproductie, verbeterde bloedcirculatie, pijnverlichting, stemmingsverbetering, stimulatie van de melatonineproductie, en verbetering van de slaapkwaliteit.

PBM is een niet-thermisch proces waar endogene chromoforen fotofysische en fotochemische reacties op verschillende fysiologische niveaus veroorzaken. Deze processen leiden tot gunstige therapeutische resultaten, zoals vermindering van pijn en ontstekingen, immuun modulatie, en weefselregeneratie.

PBM wordt ook preventief gebruikt om ziekten te voorkomen, verbetert de gezondheid van de hersenen en de cognitieve functie, bevorderen het algehele welzijn, en de atletische prestaties verbeteren. Terwijl fotobiomodulatie van nature plaatsvindt onder zonlicht, PBM-therapie maakt gebruik van kunstmatige lichtbronnen met geselecteerde gunstige golflengten die rechtstreeks op de aangetaste organen en weefsels worden toegepast. In tegenstelling tot zonlicht, die een mix van heilzame stoffen bevat, neutrale, en schadelijke golflengten (zoals kortegolf-UV), PBM zorgt ervoor dat alleen veilige en effectieve golflengten worden gebruikt bij gerichte behandelingen.

De evolutie van de term “Fotobiomodulatie”

Termen zoals “Koude laser” En “Lasertherapie op laag niveau (LLLT)” worden traditioneel gebruikt om het proces te beschrijven waarbij licht met een lage intensiteit wordt gebruikt om therapeutische effecten te bereiken zonder door warmte veroorzaakte weefselschade. Echter, deze termen veroorzaakten vaak verwarring omdat ze PBM niet duidelijk onderscheidden van andere op warmte gebaseerde lasertherapieën.

In september 2014, de Noord-Amerikaanse Vereniging voor Lichttherapie (NAALT) en de World Association for Laser Therapy (WALT) overeengekomen om aan te nemen “Fotobiomodulatie therapie” als voorkeursterm. Deze aanduiding is officieel opgenomen in de Medical Subject Headings (MeSH) databank in november 2015.

Historische ontwikkeling van fotobiomodulatietherapie

Het therapeutisch gebruik van licht gaat terug tot ongeveer 1550 v.Chr, zoals vastgelegd in oude Egyptische papyrusteksten. Vroege artsen merkten dat zonlicht op, bijzonder specifieke kleuren (een praktijk die bekend staat als chromotherapie), zou kunnen helpen bij de genezing.

Oude beschavingen in de Indusvallei (Indië) en het pre-imperiale China onderzocht ook op licht gebaseerde behandelingen voor de gezondheid. In Griekenland, wetenschappers bestudeerden de medische voordelen van zonlicht, verwijzend naar het als heliotherapie (van de god Helios, betekenis “zon”). De Romeinen commercialiseerden heliotherapie “zonnebanken,” die in heel Europa wijdverspreid populair werd naarmate het Romeinse Rijk zich uitbreidde.

Tegen de 19e eeuw, artsen en wetenschappers begonnen de biomedische mechanismen van lichttherapie te bestuderen. In 1903, dr. Niels Ryberg Finsen heeft de Nobelprijs voor de Geneeskunde gewonnen voor de succesvolle behandeling van lupus vulgaris met behulp van licht van gaslampen en booglampen, het brengen van internationale erkenning voor lichttherapie.

Tijdens de jaren zestig, met de komst van lasertechnologie, wetenschappers debatteerden over de vraag of lasers met laag vermogen (die geen brandwonden veroorzaakte) kanker zou kunnen veroorzaken. dr. Endre Mester van de Semmelweis Universiteit in Boedapest voerde systematische onderzoeken uit die tot een onverwachte ontdekking leidden: Niet alleen slaagde laserbestraling op laag niveau er niet in om kanker te veroorzaken, maar het versnelde ook de haargroei bij geschoren muizen.

Door 1971, onderzoek bevestigde dat lasers de haargroei kunnen stimuleren en de wondgenezing kunnen versnellen. Echter, vroege lasers in de jaren zestig en zeventig waren groot, fragiele apparaten bestaande uit met gas gevulde glazen buizen en delicate optische lenzen, waarvoor zware energiebronnen nodig zijn.

De introductie van LED's in PBM

In 1996, met steun van het Space Shuttle-programma van NASA, dr. Harry T. Whelan van de Universiteit van Wisconsin introduceerde LED's als alternatief voor lasers bij PBM-therapie. Door 1999, hij toonde aan dat LED's net zo effectief waren als lasers bij het versnellen van de wondgenezing. In 2003, zijn baanbrekende onderzoek naar PBM voor door methanol geïnduceerde retinale toxiciteit leverde wetenschappelijk bewijs op dat rood en nabij-infrarood licht de ATP-productie in cytochroom-c stimuleert, een membraangebonden chromofoor in mitochondriën. Dit was een doorbraak in het begrijpen van de fotochemische mechanismen van PBM in plaats van de thermische effecten.

Gedurende de 20e eeuw, Het PBM-onderzoek richtte zich vooral op statische laser- of LED-toepassingen, waarbij de blootstelling aan licht continu of gepulseerd was onder vaste omstandigheden. De termijn “Fotobiomodulatie” werd voor het eerst gebruikt 1997 maar kreeg pas brede acceptatie toen het officieel werd opgenomen in de MeSH-database in 2016.

Moderne vooruitgang in fotobiomodulatietherapie

In het begin van de jaren 2000 was er sprake van een heropleving van de belangstelling voor PBM, samen met innovatieve benaderingen van lichttherapie. In 2001, PBM-pionier Dan Schell, oprichter van “Perfect licht” (APL), begon te experimenteren met LED-configuraties met meerdere golflengten, variërende lichtomstandigheden en duur om nauwkeurig te ontwikkelen, ziektespecifieke behandelprotocollen.

In 2012, Schell werkte samen met Richard K. Williams, een elektrotechnisch ingenieur en halfgeleiderfysicus, gespecialiseerd in moleculaire biologie, nanotechnologie, en fotonica. Williams, een productieve uitvinder met meer dan 350 patenten, was de oprichtende CEO/CTO van het aan de Nasdaq genoteerde halfgeleiderbedrijf Advanced Analogic Technologies Inc. (AATI). Zijn bijdragen aan de stroomhalfgeleiders en fotonische systemen omvatten onder meer LED-cameraflitsen, dynamische LED-achtergrondverlichting voor HDTV's, en geavanceerde LED-dimtechnologieën voor smartphones.

Door de behandelprotocollen van APL te integreren met Williams’ expertise in biofotonica en halfgeleidertechnologie, en het benutten van de wereldwijde productie- en operationele ervaring van Ken Lin, het team ontwikkelde en lanceerde 's werelds eerste dynamisch gecontroleerde en programmeerbare LED PBM-biofotonicasysteem van medische kwaliteit.