Optimierung von Photoneuromodulationstechniken zur Bewertung der Rolle von grünen Leuchtdioden in der Schmerztherapie

Khaled A. Ismail; Victoria Curfman; Joon Park; Emma Marie Louis; Hannah Korah; Stephanie Marie Washington; Mohab M. Ibrahim; Laurent F. Martin

doi:10.3791/67821

Method Article

Optimierung von Photoneuromodulationstechniken zur Bewertung der Rolle von grünen Leuchtdioden in der Schmerztherapie

DOI:

10.3791/67821

⸱

March 28th, 2025

Khaled A. Ismail¹ , Victoria Curfman¹ , Joon Park¹ , Emma Marie Louis¹^,² , Hannah Korah² , Stephanie Marie Washington¹ , Mohab M. Ibrahim*¹^,²^,³ , Laurent F. Martin*¹^,²^,³

¹Department of Anesthesiology, College of Medicine, The University of Arizona, Tucson, ²Department of Pharmacology, College of Medicine, The University of Arizona, Tucson, ³Comprehensive Center for Pain and Addiction, College of Medicine, The University of Arizona, Tucson

Summary

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Jüngste Entwicklungen in der Schmerzforschung unterstreichen das Potenzial der Photoneuromodulation mit grünen Leuchtdioden (GLED) als nicht-pharmakologische Behandlung. GLED moduliert die Schmerzwege und bietet eine wirksame Schmerzlinderung. Dieser Artikel zielt darauf ab, GLED-Expositionsprotokolle zu standardisieren und zu verfeinern, die Konsistenz zwischen den Studien zu verbessern und die klinische Anwendung dieser Therapie voranzutreiben.

Abstract

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Trotz umfangreicher Forschung und der Identifizierung zahlreicher schmerzstillender Ziele ist das Spektrum der pharmakologischen Behandlungen für Schmerzen nach wie vor begrenzt. Ein möglicher Paradigmenwechsel könnte jedoch eine neue Welle nicht-pharmakologischer Schmerzbehandlungen mit bemerkenswerter Sicherheit, Wirksamkeit und Verträglichkeit einleiten. Ein vielversprechendes Forschungsgebiet ist die Photoneuromodulation mit grünen Leuchtdioden (GLED, 525 nm), die das Potenzial zur Schmerzlinderung sowohl bei akuten als auch bei chronischen Erkrankungen gezeigt haben, was zu zahlreichen präklinischen und klinischen Studien führte, die die Wirksamkeit dieser Therapie untersuchten. Diese Forschungsprojekte haben gezeigt, wie die Exposition gegenüber GLED die Aktivität des endogenen Opioidsystems im Gehirn und im Rückenmark nach der Aktivierung des M-Zapfens in der Netzhaut erhöht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass GLED Schmerzen lindern kann, indem es den absteigenden Schmerzweg moduliert. Angesichts der überzeugenden Wirkung von GLED unterstreicht die Zunahme von Photoneuromodulationsuntersuchungen, wie wichtig es ist, Konsistenz in klar definierten und standardisierten Expositionsprotokollen für präklinische und klinische Studien herzustellen. In präklinischen Studien wurden positive Wirkungen nach einer Exposition von mindestens 2 Tagen beobachtet, wobei die Protokolle 8 Stunden Licht bei 100 Lux während der 12-stündigen Lichtphase umfassten. In klinischen Studien werden die Expositionsprotokolle auf die jeweilige untersuchte Pathologie zugeschnitten. Eine Exposition von 15 Minuten hat sich bei der Modulation akuter postoperativer Schmerzen als günstig erwiesen. Zur Modulation chronischer Schmerzen werden die Patienten angewiesen, GLED zu Hause für 1 bis 2 Stunden pro Tag über einen Zeitraum von 10 Wochen zu verwenden. In diesem Artikel werden präklinische und klinische Protokolle zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit und Konsistenz in den verschiedenen Studien zur Bewertung der Vorteile der Photoneuromodulation beschrieben. Durch die Etablierung dieser standardisierten Protokolle zielt diese Arbeit darauf ab, die klinische Translation der GLED-Phototherapie als praktikable nicht-pharmakologische Behandlung von Schmerzen voranzutreiben.

Introduction

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Pharmakologische Behandlungen, insbesondere Opioide, werden bei der Behandlung von akuten und chronischen Schmerzzuständen nach wie vor stark eingesetzt¹. Die Wirksamkeit der Schmerztherapie kann erheblich von der Häufigkeit und Schwere der Nebenwirkungen im Zusammenhang mit dem Opioidkonsum beeinflusst werden². Aus diesem Grund erreicht eine beträchtliche Anzahl von Patienten unter Opioidbehandlung keine erfolgreiche Schmerzbehandlung³. Daher suchen Schmerzmediziner und die Patientengemeinschaft zunehmend nach nicht-pharmakologischen Behandlungen, die die mit her....

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Protocol

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Alle Tierverfahren wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee der University of Arizona genehmigt und entsprechen den Richtlinien für die Verwendung von Versuchstieren der National Institutes of Health. Erregerfreie, erwachsene Sprague-Dawley-Ratten (Gewicht bei der Untersuchung: 275-330 g) wurden in Standard-Vivarium-Rattenkäfigen (3 Ratten pro Käfig) in klimatisierten Räumen in einem 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus untergebracht und erhielten frei Zugang zu Futter und Wasser. Alle Verhaltensexperimente wurden von Experimentatoren durchgeführt, die für die Behandlungsbedingungen verblindet waren. Alle menschlichen Eingriffe wurden vom Institutional Review....

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Results

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Die Exposition mit grünem Licht erhöht die Latenzen des Pfotenentzugs dosisabhängig
Abbildung 1A zeigt, dass die Exposition gegenüber grünen Leuchtdioden (GLED) bei verschiedenen Intensitäten (4, 50, 100 und 200 Lux) die Latenzen des Pfotenentzugs in einem naiven Rattenmodell über einen Zeitraum von 7 Tagen signifikant erhöhte, was auf eine antinozizeptive Wirkung von GLED hinweist. Die Ausgangslatenzen vor der Lichtexposition waren zwisc.......

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Discussion

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Neuere Studien haben die Mechanismen untersucht, die der Analgesie des grünen Lichts (GLED) zugrunde liegen 13,21,22,23,24. Eine weitere Standardisierung der Methodik ist jedoch erforderlich, um ihre Umsetzung in die klinische Praxis zu verbessern. Die dosisabhängigen antinozizeptiven Effekte, die in präklinischen Modellen beo.......

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Disclosures

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Dr. Ibrahim hat der University of Arizona eine externe Beteiligung an Luxxon Therapeutics offengelegt. Interessenkonflikte, die sich aus diesem Interesse ergeben, werden von der University of Arizona in Übereinstimmung mit ihren Richtlinien gehandhabt. Alle anderen Autoren haben keinen Interessenkonflikt zu melden. Keiner der Autoren des Manuskripts erhielt eine Vergütung, Erstattung oder ein Honorar in sonstiger Weise. Die Autoren sind nicht mit einem Anbieter oder Pharmaunternehmen verbunden, das mit dieser Studie in Verbindung steht. Keines dieser Forschungsergebnisse, Manuskripte oder Abstracts wurde zuvor vorgestellt und wird auch nicht für eine Veröffentlichung in einer anderen Zeitschrift in Betracht gezogen.

Acknowledgements

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Diese Forschung wurde vom Comprehensive Center for Pain and Addiction-University of Arizona (M.M.I., L.F.M.), der Abteilung für Anästhesiologie an der University of Arizona (L.F.M.) und dem Medical Scientist Training Program (MSTP) an der University of Arizona, College of Medicine, Tucson, unterstützt.

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Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
24 h Mechanischer Mini-Timer für LED-Streifen	bn-link	BND-60/U47	https://www.bn-link.com/products/bn-link-indoor-24-hour-mechanical-outlet-timer-3-prong-2-pack?variant=42704897245237¤cy= USD& utm_medium=product_sync& utm_source=Google& utm_content= sag_organic& utm_campaign= sag_organic& gad_source=1& gclid=Cj0KCQjwurS3BhCGARI sADdUH50dy8sYj4Ku2ZmM14-3Yp3iajSY 4TgRze8UvSuyhq81-h
1E6GChOXgaAhwYEALw_wcB AC 5050 SMD LED Band Seil Streifen Beleuchtung	Versorgung Co	LS-AC50-GR	https://www.ledsupply.com/led-strips/ac-power-5050-led-strips Grüne Streifen Beleuchtung für alle Belichtungsräume 120V AC, 60Hz
AC 5050 SMD LED Band Seil Streifen Beleuchtung	Versorgung Co	LS-AC50-WH	https://www.ledsupply.com/led-strips/ac-power-5050-led-strips Weiße Streifenbeleuchtung für alle Expositionsräume 120 V AC, 60 Hz
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Computergestütztes Druck-Schmerz-Algometer	Medoc fortschrittliche medizinische Systeme	ID 00186	https://www.medoc-web.com/algomed
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References

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Alorfi, N. M. Pharmacological methods of Narrative review of medication used. Int J Gen Med. 16, 3247-3256 (2023).
Cherny, N., et al. Strategies to manage the adverse effects of oral morphine: an evidence-based report. J Clin Oncol. 19

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