aPDT

 

Antimikrobielle Photodynamische Therapie

Wirkprinzip der aPDT (oben) und Konzentration der beteiligten Reaktionspartner im Zeitverlauf (unten) Urheberrecht: © Fraunhofer ILT Antimikrobielle Photodynamische Therapie

Eine Phänomenologie des Wirkprinzips der laserinduzierten antimikrobiellen Photodynamischen Therapie (aPDT) ist im klinischen Alltag der Laser-Parodontitistherapie bekannt:
Eine photoaktive Substanz, der sogenannte Photosensitizer PS, wird in die Zahnfleischtasche eingebracht. Die Moleküle des Photosensitizers lagern sich an die für die Progression der Erkrankung verantwortlichen parodontalen Leitkeime an, haften jedoch nicht an gesundem Gewebe. Durch Bestrahlung mit kleiner Laserleistung im mW-Bereich wird in unmittelbarer Umgebung des Photosensitizers stark reaktiver Singulettsauerstoff erzeugt. Als Folge einer biochemischen Reaktion unter Beteiligung des Singulettsauerstoffs wird das jeweilige Target-Bakterium zerstört.

Die Konzentrationen der an der aPDT beteiligten Stoffe werden in einem räumlich homogenen Modell in Ratengleichungen beschrieben. Aus der Lösung dieser Gleichungen kann der zeitliche Verlauf des Therapieerfolgs errechnet und in Abhängigkeit der Behandlungsparameter und Anfangskonzentrationen vorhergesagt werden.

Ein dynamisches, räumlich verteiltes mathematisch-physikalisches Modell wird entwickelt. Somit wird der Einfluss der geometrischen Form und der Zusammensetzung des Zahnhalteapparats auf die Diffusion der beteiligten Stoffe und auf die Ausbreitung der Laserstrahlung berücksichtigt und eine Prozesssimulation vorbereitet.