Wat is fotobiomodulatie (PBM) Technologie?

Fotobiomodulatie begrijpen (PBM)

Fotobiomodulatie (PBM) verwijst naar de metabolische en cellulaire reacties van levende cellen op fotonen, of lichtenergie. Dit proces vindt plaats over het zichtbare spectrum, bijna-infrarood (Nir), en ultraviolet (UV) banden van elektromagnetische straling (EMR).

De termijn “fotobiomodulatie” is afgeleid van drie componenten: “foto” (licht), “bio” (levende cellen), En “modulatie” (verandering of invloed). Het beschrijft de biochemische reacties die plaatsvinden in levende cellen als reactie op blootstelling aan licht.

PBM is een natuurlijk fenomeen dat voorkomt in alle biologische organismen. Het wordt geactiveerd wanneer cellen worden blootgesteld aan zonlicht of specifieke golflengten van kunstlicht. Dit proces is aanwezig in planten, dieren, en bacteriën, het stimuleren van de groei, ondersteuning van cellulaire ademhaling en voortplanting, het bevorderen van DNA-reparatie, en het behouden van moleculaire functies in cellen, weefsels, en organen. In complexe organismen zoals primaten en mensen, PBM speelt een cruciale rol bij de ontwikkeling van het zenuwstelsel, bloedsomloop, activering van de immuunrespons, en stamceldifferentiatie.

Hoe vindt fotobiomodulatie plaats??

PBM vindt van nature plaats onder blootstelling aan zowel zonlicht als kunstlicht. De effecten van licht op levende cellen kunnen gunstig of schadelijk zijn, afhankelijk van de geabsorbeerde energie, die wordt bepaald door specifieke lichtparameters:

• Golflengte (gemeten in microns of nanometers)

• Vermogensdichtheid (ook wel bestraling genoemd, gemeten in watt of watt per vierkante centimeter)

• Totale energie (dosis) (gemeten in elektronvolt, joule, of joule per vierkante centimeter)

De biologische reactie varieert afhankelijk van het organisme, weefsel, en celtype. Breedspectrumlichtbronnen, zoals zonlicht, bevatten zowel nuttige als schadelijke golflengten. Hun netto-impact hangt af van de kleurtemperatuur van het licht (spectrale compositie) en de totale energiedosis voor elke golflengte.

Ultraviolet met korte golflengte (UVC) straling, met een hoge energie-inhoud (E > 4 eV), kan uiterst schadelijk zijn voor biologische organismen. Gelukkig, natuurlijke UVC en andere kortegolf EMR (zoals röntgenstraling en gammastraling) die door de zon worden uitgezonden, worden geblokkeerd door het magnetische veld van de aarde, ionosfeer, en atmosferische lagen, inclusief stratosferische ozon (O3) en waterdamp. Zonder deze beschermende barrière, voortdurende DNA-schade zou de duurzaamheid van het leven bedreigen.

Vanwege de risico's op huidbeschadiging, brandt, en kanker, medische professionals vermijden het gebruik van kunstmatige UV-lichtbronnen (l < 400 nm) bij behandelingen, behalve bij ernstige huidaandoeningen die niet reageren op andere therapieën.

Omgekeerd, de medische toepassingen van PBM-therapie (hieronder beschreven) zijn onderworpen aan strikt toezicht van de toezichthouders, doorgaans geclassificeerd als medische hulpmiddelen van klasse II of hoger (Klasse III/IV-lasers). PBM-behandelingen worden uitgevoerd binnen gevestigde veilige golflengtebereiken, voornamelijk in het nabij-infrarode en zichtbare lichtspectrum daartussen 400 nm en 700 nm.

Hoe werkt fotobiomodulatie?

PBM werkt door lichtenergie over te brengen naar moleculen in cellen en organellen, chemische stof veroorzaken, elektrochemisch, en thermische reacties. Deze reacties veroorzaken veranderingen in het cellulaire metabolisme en genexpressie.

Op atomair en moleculair niveau, PBM vindt plaats via energieoverdrachtsprocessen. Fotonen – kleine energiedragers die bekend staan ​​als quanta – leveren precieze energieniveaus aan moleculen in levende cellen en hun organellen. Het aantal fotonen dat door specifieke cellen wordt geabsorbeerd (en de ontvangen energie) hangt af van hun type, structuur, en de golflengte van binnenkomend licht.

Een deel van het licht wordt gereflecteerd of verstrooid, nooit de cel binnengaan. Een deel van de energie wordt geabsorbeerd, terwijl de resterende niet-geabsorbeerde energie doorgaat naar de volgende cellulaire laag.

Volgens de wetten van de thermodynamica, een deel van het geabsorbeerde licht genereert onvermijdelijk warmte, het creëren van een fotothermische respons. Extra geabsorbeerde fotonen stimuleren PBM door het foto-elektrische effect, fotochemische reacties, of een combinatie van beide. Zoals hieronder geïllustreerd, geabsorbeerde fotonen kunnen moleculaire bindingen verbreken of vormen, wat leidt tot veranderingen in de vrije energie van Gibbs binnen het molecuul.

Fotobiomodulatie is een veelbelovende technologie met diverse toepassingen in de geneeskunde, welzijn, en biotechnologie. Er wordt nog steeds uitgebreid onderzoek gedaan naar het potentieel ervan om de genezing te versnellen, het verminderen van ontsteking, verbetering van de cellulaire functie, en het verbeteren van de algemene gezondheidsresultaten.