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DE3734852A1 - Bestrahlungsgeraet zur bildung (koerpereigener) krebshemmender materie - Google Patents

Bestrahlungsgeraet zur bildung (koerpereigener) krebshemmender materie

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Publication number
DE3734852A1
DE3734852A1 DE19873734852 DE3734852A DE3734852A1 DE 3734852 A1 DE3734852 A1 DE 3734852A1 DE 19873734852 DE19873734852 DE 19873734852 DE 3734852 A DE3734852 A DE 3734852A DE 3734852 A1 DE3734852 A1 DE 3734852A1
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Germany
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radiation
cancer
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inhibiting
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Maximilian Friedrich P Mutzhas
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Description

Die Erfindung betrifft ein Bestrahlungsgerät zur Bildung (körpereigener) krebshemmender Materie (Antikarzinogen).
Ein erheblicher Prozentsatz der Bevölkerung erkrankt an Karzinomen, die häufigsten Karzinome sind dabei die Hauttumoren. Von diesen wird der größte Teil durch Ultraviolett-Strahlung induziert. Derzeit gibt es keine wirksamen vorbeugenden Therapiemaßnahmen gegen die Entstehung von Karzinomen.
Im folgenden sei am Beispiel der nicht melanomen, durch Ultraviolett-Strahlung induzierten Hautkarzi­ nome der Stand der Technik erläutert. Epidermiolo­ gische Untersuchungen aus sonnenreichen Ländern wie USA und Australien zeigten, daß offenbar der kurz­ wellige Teil des Ultraviolett-Spektrums der Global­ strahlung (d.i. Sonnenstrahlung und Himmelsstrahlung) diese Tumoren induziert. Somit war man der Meinung, daß das UV-B diese Karzinome auslöst. Da es aus ethi­ schen Gründen nicht möglich ist, Karzinomversuche mit Menschen durchzuführen, werden derartige Experimente mit Mäusen, vorzugsweise haarlosen Mäusen, durchge­ führt. Einige Versuche zeigten, daß UV-B stärker kar­ zinogen wirkt als UV-A. Andere Versuche mit haarlosen Mäusen zeigten, daß UV-A und UV-B in bezug auf das Risiko der Hautkrebsentstehung in der gleichen Grö­ ßenordnung liegen. Ein weiterer Versuch mit UV-A Be­ strahlung von haarlosen Mäusen zeigte, daß keine Hautkarzinome ausgelöst werden können, wogegen andere Experimente mit haarlosen Mäusen ergaben, daß UV-A die karzinogene Wirkung des UV-B verstärkt. Weitere Experimente wiederum zeigten, daß die Vorbestrahlung bzw. Nachbestrahlung mit UV-A das Karzinomrisiko mindern kann, in anderen Versuchen wurde das Gegen­ teil nachgewiesen.
Daraus läßt sich ersehen, daß in bezug auf die Haut­ krebsentstehung völlig widersprüchliche Meinungen in der Fachwelt herrschen.
Diese Widersprüche ließen sich durch aufwendige pho­ tobiologische Analysen aufklären. Dabei stellte sich heraus, daß der Bereich des UV-A′s, der kurzwelliger als 350 nm ist, karzinogen ist, während das langwel­ lige UV-A, dessen Bereich langwelliger als 350 nm ist, antikarzinogen ist. Neben dieser antikar­ zinogenen Wirkung sind auch die möglichen Nebenwir­ kungen in Betracht zu ziehen. Dabei geht es im we­ sentlichen um akute und chronische Wirkungen auf die Haut, da diese als Empfängerorgan dient.
Akute Nebenwirkungen sind Erytheme sowie phototoxi­ sche und photoallergische Reaktionen. Chronische Ne­ benwirkungen ist neben der Photokarzinogenese die aktinische Elastose. Im Bereich oberhalb von 350 nm haben die vorher erwähnten Nebenwirkungen ein Mini­ mum. Die einzig klinisch feststellbare Nebenwirkung bei der Bestrahlung im Wellenlängenbereich oberhalb von 350 nm ist eine Hautpigmentierung, die jedoch vom Patienten als positiv bewertet wird.
Durch die Bestrahlung mit langwelliger UV-A Strah­ lung wird primär kein krebshemmender Effekt ausge­ löst. Es entsteht vielmehr mindestens ein Photopro­ dukt, das direkt oder über den Umweg einer bioche­ mischen Reaktionskette zum Antikarzinogen führt. Die­ ses Antikarzinogen hemmt die Entwicklung von Karzino­ men. Sinkt der Antikarzinogenspiegel unter einen be­ stimmten Wert ab, so kann es über photobiologische, chemische und/oder physikalische Karzinogene zur Kar­ zinombildung kommen. Im folgenden wird das Antikarzi­ nogen als krebshemmende Materie bezeichnet.
Ausgehend von dem vorher erwähnten Stand der Technik und dieser Entdeckung, liegt der Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, ein Bestrahlungsgerät zur Bildung (körpereigener) krebshemmender Materie zu schaffen, mit möglichst geringen negativen Nebenwirkungen.
Die Aufgabe wird beim erfindungsgemäßen Bestrahlungs­ gerät dadurch gelöst, daß mindestens ein krebshemmen­ der Stoff durch Ultraviolett-Strahlung gebildet wird, deren Spektralanteil unterhalb von 350 nm weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 2%, vorzugsweise weni­ ger als 1%, vorzugsweise weniger als 0,2% der ge­ samten abgestrahlten Ultraviolett-Strahlung zwischen 250 und 400 nm beträgt. Der Erfindung liegt die Er­ kenntnis zugrunde, daß zur Bildung der krebshemmenden Materie die Ultraviolett-Strahlung im Wellenlängenbe­ reich zwischen 350 und 400 nm am günstigsten ist. Diese kann lokal und/oder systemisch wirken. Die so gebildete wirksame biologische Materie kann sowohl zu aktiver als auch zu passiver Krebshemmung benutzt werden. Der unterhalb von 350 nm liegende Strahlungs­ anteil führt nicht nur zu unerwünschten Nebenwirkun­ gen, er vermindert gleichzeitig die krebshemmende Wirkung der Strahlung oberhalb von 350 nm. Er kann somit also zu einer Umkehrung des gewünschten Thera­ pieeffektes führen.
Die krebshemmende Wirksamkeit des Bestrahlungsge­ rätes hängt im wesentlichen von der verabreichten Strahlungsdosis ab. Diese wiederum läßt sich als Produkt aus Bestrahlungsstärke mal Bestrahlungs­ zeit dann günstiger applizieren, wenn die Bestrah­ lungsstärke in der Nutzebene entsprechende Werte annimmt. Unterhalb und oberhalb bestimmter Grenz­ werte läßt sich keine vernünftige photobiologische Wirkung erzielen. Ist die Untergrenze zu niedrig, dauert es zu lange bis die erwünschte Wirkung ein­ tritt. Ist die Obergrenze zu hoch, kann es durch Überhitzung zu Störungen im biologischen System kommen. Bei der Bestrahlung von Menschen liegt die Schmerzgrenze bei der Hauttemperatur von ca. 41 Grad Celsius. Würde diese Temperatur durch zu hohe Bestrahlungsstärke überschritten, sind geeignete Kühlungsmaßnahmen notwendig, wie Luftkühlung durch Gebläse oder Wasserkühlung. Letztere kann durch Besprühen oder durch Unterwasserbestrahlung erfol­ gen, wobei in diesen Fällen durch die Wassersät­ tigung des Stratum Corneums eine verbesserte Trans­ mission der Epidermis erzielt wird. Die Bestrah­ lungsstärke in der Nutzebene im Wellenlängenbereich zwischen 350 und 400 nm liegt deshalb zwischen 20 und 2000 Watt/m2, vorzugsweise zwischen 100 und 2000 Watt/m2, vorzugsweise zwischen 400 und 2000 Watt/m2.
Die an das Ultraviolett angrenzende sichtbare Strah­ lung im Bereich des Violetten zwischen 400 und 440 nm trägt ebenfalls zu dieser krebshemmenden Wirkung bei. Ihr Anteil in der Nutzebene soll deshalb im Wellenlängenbereich zwischen 400 und 440 nm zwischen 0 und 200%, vorzugsweise zwischen 0 und 50%, vor­ zugsweise zwischen 0 und 20% der Bestrahlungsstär­ ke zwischen 350 und 400 nm liegen. Wird die Be­ strahlungsstärke im Bereich zwischen 400 und 440 nm zu hoch, so entsteht die nachteilige Wirkung, daß die strahlungsbedingte Energiebelastung für den Or­ ganismus nicht mehr tolerierbar ist.
Strahlung oberhalb von 440 nm trägt nicht mehr sig­ nifikant zu dieser krebshemmenden Wirkung bei, des­ halb soll sie begrenzt werden. So soll in der Nutz­ ebene vorhandene Bestrahlungsstärke im Wellenlän­ genbereich zwischen 440 und 800 nm zwischen 0 und 150%, vorzugsweise zwischen 0 und 75%, vorzugs­ weise zwischen 0 und 5% der Bestrahlungsstärke im Wellenlängenbereich zwischen 350 und 400 nm liegen.
Strahlung oberhalb von 800 nm führt in entsprechend hoher Dosierung zu Hautkarzinomen und zu aktinischer Elastose. Sie trägt zur krebshemmenden Wirkung nichts bei, deshalb soll im speziellen das kurz- und mittelwellige Infrarot begrenzt werden, so daß die in der Nutzebene vorhandene Bestrahlungsstärke im Wellenlängenbereich von 800-3000 nm zwischen 0 und 50%, vorzugsweise zwischen 0 und 20%, vorzugsweise zwischen 0 und 5% der Bestrahlungsstärke zwischen 350 und 400 nm liegt.
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°C, 0,24 cm STP Ozon, horizontale Empfangsfläche.
Filter:
Polyolefin-Folie 0,2 mm Dicke mit 2,5% Filtersubstanz UVASUN 109 oder Weich-PVC-Folie 0,3 mm Dicke und 4,5% Filtersubstanz UVASUN 101, beide enthalten 0,5% blauvioletten Farbstoff 210.
Bestrahlungsstärke:
250- 350 nm:  0,10 W/m²
350- 400 nm:  23 W/m²
400- 440 nm:  38 W/m²
440- 800 nm:  <130 W/m²
800-3000 nm:  <350 W/m²
Beispiel 2
Strahlungsquelle:
Globalstrahlung, Sonnenstand 90°C, 0,24 cm STP Ozon, horizontale Empfangsfläche.
Filter:
PMMA-Platte 4 mm Dicke mit 1% Filtersubstanz UVASUN 102 und 0,05% blauvioletten Farbstoff 211.
Bestrahlungsstärke:
250- 350 nm:  0,12 W/m²
350- 400 nm:  28 W/m²
400- 440 nm:  44 W/m²
440- 800 nm:  <150 W/m²
800-3000 nm:  <400 W/m²
Beispiel 3
Strahlungsquelle:
10 Leuchtstofflampen 100 W mit Strontiumborat-Leuchtstoff vorzugsweise mit Reflektor.
Bestrahlungsstärke:
250- 350 nm:  0,59 W/m²
350- 400 nm:  200 W/m²
400- 440 nm:  138 W/m²
440- 800 nm:  <10 W/m²
800-3000 nm:  <10 W/m²
Beispiel 4
Strahlungsquelle:
11 Leuchtstofflampen 100 W mit Strontiumborat-Leuchtstoff vorzugsweise mit Reflektor.
Filter:
Auf dem Lampenkolben ist eine Acryllackschicht von 0,05 mm Dicke mit 8% Filtersubstanz UVASUN 104 aufgebracht.
Bestrahlungsstärke:
250- 350 nm:  0,04 W/m²
350- 400 nm:  200 W/m²
400- 440 nm:  19 W/m²
440- 800 nm:  <10 W/m²
800-3000 nm:  <10 W/m²
Beispiel 5
Strahlungsquelle:
11 Leuchtstofflampen 100 W mit Strontiumborat-Leuchtstoff vorzugsweise mit Reflektor.
Filter:
Der Lampenkolben ist aus Glas gefertigt, dessen Transmission bei 313 nm <5%, vorzugsweise <1%ist.
Bestrahlungsstärke:
250- 350 nm:  0,04 W/m²
350- 400 nm:  200 W/m²
400- 440 nm:  19 W/m²
440- 800 nm:  <10 W/m²
800-3000 nm:  <100 W/m²
Beispiel 6
Strahlungsquelle:
11 Leuchtstofflampen 100 W mit Strontiumborat-Leuchtstoff vorzugsweise 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/m²
350- 400 nm:  200 W/m²
400- 440 nm:  19 W/m²
440- 800 nm:  <10 W/m²
800-3000 nm:  <10 W/m²
Beispiel 7
Strahlungsquelle:
11 Leuchtstofflampen 100 W mit Strontiumborat-Leuchtstoff vorzugsweise mit Reflektor.
Filter:
Acrylglas-Platte mit 4 mm Dicke mit 2% Filtersubstanz UVASUN 111.
Bestrahlungsstärke:
250- 350 nm:  0,04 W/m²
350- 400 nm:  200 W/m²
400- 440 nm:  19 W/m²
440- 800 nm:  <10 W/m²
800-3000 nm:  <10 W/m²
Beispiel 8
Strahlungsquelle:
10 Metallhalogendampfstrahler à 400 W, dessen wesentliches Halogenid Eisenjodid ist.
Filter:
Polycarbonat 2 mm Dicke mit 2% Filtersubstanz UVASUN 105.
Bestrahlungsstärke:
250- 350 nm:  4,1 W/m²
350- 400 nm:  400 W/m²
400- 440 nm:  168 W/m²
440- 800 nm:  <20 W/m²
800-3000 nm:  <20 W/m²
Beispiel 9
Strahlungsquelle:
3 Metallhalogendampfstrahler à 3000 W, dessen wesentliches Halogenid Eisenjodid ist.
Filter:
Gehärtete Glasplatte 5 mm Dicke sowie Schott-Glasfilter UG 1,2 mm, überzogen mit 0,1 mm Acryllackschicht, die 8% Filtersubstanz UVASUN 104 enthält.
Bestrahlungsstärke:
250- 350 nm:  4,2 W/m²
350- 400 nm:  600 W/m²
400- 440 nm:  90 W/m²
440- 800 nm:  <100 W/m²
800-3000 nm:  <100 W/m²
Beispiel 10
Strahlungsquelle:
5 Metallhalogendampfstrahler à 4000 W, dessen wesentliches Halogenid Eisenjodid ist.
Filter:
Acrylglasplatte 6 mm Dicke mit 0,8% Filtersubstanz UVASUN 112 sowie Schott-Glasfilter UG 1, 2 mm Dicke und Schott-Glasfilter KG 1, 6 mm Dicke.
Bestrahlungsstärke:
250- 350 nm:  7,1 W/m²
350- 400 nm:  1000 W/m²
400- 440 nm:  150 W/m²
440- 800 nm:  <50 W/m²
800-3000 nm:  <50 W/m²
In den Beispielen 8 bis 10 enthält das Bestrahlungs­ gerät eloxierte Aluminium-Reflektoren sowie ein Luft­ kühlungssystem um Strahler, Filter und Reflektoren auf der optimalen Temperatur zu halten.
Die ausgewiesenen UVASUN Filtersubstanzen und Farb­ stoffe sind Produkte der Mutzhas Produktions-GmbH München.
In den Beispielen 3 bis 10 beziehen sich die Bestrah­ lungsstärkewerte auf die Nutzfläche gemäß DIN 5050. Sämtliche Beispiele beziehen sich auf Ganzkörper-Be­ strahlungsgeräte, da hierbei die systemischen Effekte höher sind als bei Teilkörper-Bestrahlungsgeräten.
Durch Erhöhung der Konzentration der Filtersubstanzen in den entsprechenden Substraten kann der Anteil der Strahlung unterhalb von 350 nm praktisch vollständig eliminiert werden, dies geht jedoch wegen der endli­ chen Kantensteilheit mit einer Verminderung der Be­ strahlungsstärke im Bereich von 350-400 nm einher.
Im Falle der passiven Krebshemmung läßt sich entweder durch die Bestrahlung von Menschen oder die Bestrah­ lung von Tieren, die in diesen entstehende krebshem­ mende Materie gewinnen. Diese kann dann, gegebenen­ falls entsprechend konzentriert, durch Injektionen, orale oder topische Gaben appliziert werden. Die krebs­ hemmende Materie kann aus Seren (Blut, Lymphe etc.) bzw. aus Zellen gewonnen werden. Im Falle der Bestrahlung von Menschen und Tieren zur Gewinnung dieser krebshemmen­ den Materie haben sich Ganzkörperbestrahlungen als be­ sonders wirksam erwiesen. Wird diese krebshemmende Ma­ terie aus Tieren gewonnen, so ist die Wirksamkeit deut­ lich erhöht, wenn deren Haut kein Feder- oder Haar­ kleid trägt, da beide das Eindringen der wirksamen Strahlung in die lebende Materie verhindern. Geeig­ net für diese Zwecke sind haarlose Züchtungen, wie sie bei Mäusen bereits zur Verfügung stehen und wie sie über genetische Manipulation auch bei anderen Wirbeltieren gezüchtet werden können.
Durch extrakorporale Blutbestrahlung sowie durch in vitro Bestrahlung (z.B. von Zellkulturen) läßt sich die krebshemmende Materie ebenfalls gewinnen.
Das Bestrahlungsgerät zur Bildung (körpereigener) krebshemmender Materie kann im Bereich der kosmeti­ schen Bräunung eingesetzt werden, sowohl im gewerb­ lichen, als auch im privaten Bereich. Bei manchen beruflichen Tätigkeiten ist der Umgang mit Karzino­ genen unvermeidbar. Selbst geringe Mengen bzw. Kon­ zentrationen dieser photobiologischen, chemischen oder physikalischen Karzinogene können krebsauslö­ send wirken. Dieses Risiko kann durch vorbeugende Bestrahlungskuren oder durch nachträgliche Bestrah­ lungskuren vermindert werden.
Im Rahmen der Anwendung dieses Bestrahlungsgerätes genießt die vorbeugende Bestrahlung besondere Be­ deutung, da sie das Hautkrebsrisiko, das durch die Globalstrahlung ausgelöst wird, deutlich vermindert bzw. sogar verhindern kann. Der gleiche Effekt läßt sich auch durch nachträgliche Bestrahlungskuren aus­ lösen.
Die hier, besonders am Beispiel der nicht melanomen Hautkarzinome, geschilderten Wirkungen lassen sich auch auf andere Karzinome anwenden.

Claims (5)

1. Bestrahlungsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine krebshemmende Materie gebildet wird durch Ultraviolett-Strahlung, deren Spek­ tralanteil unterhalb von 350 nm weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 2%, vorzugsweise weni­ ger als 1%, vorzugsweise weniger als 0,2% der gesamten abgestrahlten Ultraviolett-Strahlung von 250 nm bis 400 nm beträgt.
2. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die in der Nutzebene vorhan­ dene Bestrahlungsstärke im Wellenlängenbereich zwischen 350 und 400 nm zwischen 20 und 2000 W · m2, vorzugsweise zwischen 100 und 2000 W · m2, vorzugsweise zwischen 400 und 2000 W · m2 liegt.
3. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Nutzebene vorhan­ dene Bestrahlungsstärke im Wellenlängenbereich zwischen 400 und 440 nm zwischen 0 und 200%, vorzugsweise zwischen 0 und 50%, vorzugsweise zwischen 0 und 20% der Bestrahlungsstärke zwi­ schen 350 und 400 nm liegt.
4. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Nutzebene vorhan­ dene Bestrahlungsstärke im Wellenlängenbereich zwischen 440 und 800 nm zwischen 0 und 150%, vorzugsweise zwischen 0 und 75%, vorzugsweise zwischen 0 und 5% der Bestrahlungsstärke zwi­ schen 350 und 400 nm liegt.
5. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Nutzebene vorhan­ dene Bestrahlungsstärke im Wellenlängenbereich zwischen 800 und 3000 nm zwischen 0 und 50%, vorzugsweise zwischen 0 und 20%, vorzugsweise zwischen 0 und 5% der Bestrahlungsstärke zwi­ schen 350 und 400 nm liegt.
DE19873734852 1986-02-03 1987-10-14 Bestrahlungsgeraet zur bildung (koerpereigener) krebshemmender materie Withdrawn DE3734852A1 (de)

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