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Stand der Technik:
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Seit Ende 2019 / Anfang 2020 breitet sich die Infektionskrankheit COVID-19 (umgangssprachlich: Corona) ausgehend von Wuhan, China, weltweit aus und entwickelt sich somit zu einer Pandemie mit bislang über 67 Millionen Infizierten und über 1,5 Millionen Toten (Stand Dezember 2020) [1] - [3].
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Als Krankheitserreger ist der neuartige Virus SARS-CoV-2 identifiziert worden, wobei die Ansteckung in der Regel durch Tröpfchenübertragung, eventuell auch über Aerosole in geschlossenen und schlecht gelüfteten Räumlichkeiten, erfolgt, welche eine Ausbreitung in Form eines sogenannten „Superspreadings“ ermöglicht.
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Von diesem Virus ist bereits bekannt, dass es erstens bei Temperaturen von über 60 °C abgetötet wird und zweitens es sich nach Infektionsbeginn für fünf bis sechs Tage im Mund-Hals-Nasen-Rachenraum (u.a. Nebenhöhlen) aufhält, um sich dort exponentiell zu vermehren, um dann, wenn ein bestimmter Schwellenwert hinsichtlich Virenanzahl oder Virendichte überschritten worden ist, in die unteren Atemwege abwandert, um dort (schwere) Folgeerkrankungen wie eine Lungenentzündung (Pneumonie) auslösen zu können.
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Eine Infektion mit SARS-CoV-2-Viren kann somit ausgehend von einer anfänglichen unproblematischen Atemwegserkrankung zu tödlichen Folgeerkrankungen, insbesondere beidseitigen Lungenentzündungen mit der Folge eines akutes und letztendlich tödlichen Lungenversagens, führen, die besonders für Patienten aus einer Risikogruppe (Alter, Vorerkrankung etc.) bis zu 30% tödlich verlaufen können. Bisher wurden auch krankhafte Funktions- und Prozessveränderungen der Leber, des zentralen Nervensystems (ZNS), der Nieren, der Blutgefäße wie Thrombosen und Lungenembolien sowie auch des Herzens beobachtet, die ebenfalls den Tod des Patienten zur Folge haben können. Mögliche Spätfolgen sind bisher Gegenstand der aktuellen Forschung [4] - [13].
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Als sofortige Gegenmaßnahmen gegen die Ausbreitung dieses Virus wurden u.a. die folgenden präventiven akuten Gegenmaßnahmen eingeführt:
- 1) Es wurden sogenannte Hygienemaßnahmen („AHA+L-Regeln) als Mittel zur Prävention verhängt, die u.a. Folgendes umfassen: Das Tragen eines Mund-Nasen-Schutzes („Gesichtsmaske“) zum Schutz der Mitmenschen, das Einhalten von Abstandsregeln, Kontakt- und Versammlungsverbote und Vorschriften zur Erfassung von personenbezogenen Kontakt- und Bewegungsdaten, um im Falle einer Infektion den Weg einer Infektionskette zurückverfolgen zu können [14] - [16].
- 2) Zudem wurden in vielen Staaten sogenannte „Lockdows“ durchgeführt. Neben den umstrittenen Einschränkungen von Grundrechten und der aus moralischer Sicht bedenklichen Kosten-Nutzen-Abwägung sind überdies die wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Auswirkungen aufgrund des damit verbundenen „Lockdowns“ aus ökonomisch-soziologischer Sicht gravierend.
- 3) Auch die Entwicklung eines geeigneten Impfstoffes erweist sich als aufwendiger und kostspieliger als bislang erhofft: Zur Zeit sind mehrere Dutzend Impf- und Therapiestoffe in der Entwicklung, von denen aber bis Ende Oktober 2020 keiner die dritte Testphase überstanden hat (Stand Oktober 2020) [3]. Allerdings sind von verschiedenen Herstellern im November 2020 die Beantragung einer Notzulassung angekündigt worden [17] - [18].
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Erfahrungsgemäß ist zu erwarten, dass solche Impf- und Therapiestoffe auch sehr starke, aber auch bisher unbekannte Nebenwirkungen nach sich ziehen können.
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Hingegen sind einfache medizinisch-therapeutische Maßnahmen zur Behandlung einer COVID-19 Erkrankung derzeit nicht bekannt, da es bisher keine spezifische Behandlung gibt. Die bekannten Therapien zielen darauf ab, die Symptome einer COVID-19 Erkrankung wie Husten, Fieber, Schnupfen, Geruchs- und Geschmacksstörungen zu lindern.
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Daher sind relativ einfache medizinisch-therapeutische Maßnahmen zur Behandlung einer COVID-19 Erkrankung, die sofort ohne großen Aufwand umsetzbar sind, zur Bekämpfung der Pandemie dringend erforderlich:
- In diesem Zusammenhang hat der Facharzt Klaus-Dieter Zastrow bestimmte Maßnahmen zur Mundhygiene vorgeschlagen, um in den ersten fünf bis sechs Tagen nach Infektionsbeginn die SARS-CoV-2-Viren im Mund-Rachenraum mittels bestimmter Mundspülungen abzutöten [19]. Konkret wird eine wäßrige Mundspülung auf Basis von lod (Betaisodona) vorgeschlagen, die sich bereits seit Jahrzehnten bewährt hat und die für jedermann rezeptfrei in jeder Apotheke kostengünstig erworben werden kann. Allerdings lässt sich durch diese Maßnahme die Viruslast nur im Mund-Rachenraum und nicht im Hals- oder Nasenraum (Nebenhöhlen usw.) und schon gar nicht in der Lunge neutralisieren, wenn diese bereits in die unteren Atemwege vorgerückt ist. Daher ist eine ebenso einfache wie effektive medizinisch-therapeutische Maßnahme ausgesprochen wünschenswert, die die SARS-CoV-2-Viren nicht nur im Mund-Rachenraum, sondern auch im Hals- und Nasenraum sowie innerhalb der Lunge bekämpfen kann, also auch dann, wenn die SARS-CoV-2-Viren sich bereits in das Lungengewebe eingenistet haben und es damit eigentlich für relativ einfache medizinisch-therapeutische Maßnahmen bereits zu spät zu sein scheint.
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Im Internet finden sich mittlerweile viele Ratgeber und Tipps, wie man sich gegen eine COVID-19 Erkrankung mittels antiviraler Mittel und/oder Kräuter als Essensbeigaben beispielsweise zu Salat, in Teeform oder als Inhalationsmittel schützen können soll [20] - [26]. Hier fehlen zumindest teilweise belastbare medizinische Studien zu deren Wirksamkeit.
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Allen diesen bekannten offengelegten Verfahren ist jedoch gemein, dass hier die Verwendung von oberflächenaktiven Tensiden, insbesondere bei einem Inhalationsvorgang, explizit nicht angegeben werden.
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Inzwischen existieren auch in wissenschaftlichen Zeitschriften Fachpublikationen, die sich mit der Mundhygiene bezüglich der Bekämpfung des COVID-19 Erregers beschäftigen. Beispielsweise wurde erst kürzlich in einer Veröffentlichung die Wirkung des Mundwassers Listerine auf den COVID-19 Erreger fachmedizinisch untersucht [27] - [28].
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Der Inhalationsvorgang als solcher hat sich als medizinisch-therapeutische Maßnahme zur Prävention und / oder Behandlung von respiratorischen Erkrankungen der oberen, mittleren und unteren Atemwegen (Nebenhöhlen, Hals-Nasen-Rachenraum, Bronchien, Lunge) wie beispielsweise umgangssprachlich bekannt als Erkältung, Schnupfen, Grippe, Bronchitis oder Lungenentzündung seit sehr langer Zeit als einfach anzuwendendes Hausmittel bewährt.
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Dabei umfasst ein solcher Inhalationsvorgang die folgenden Schritte [29]:
- 1. Bereitstellen von ein bis zwei Liter Wasser, einem Inhalationsmittel und einem Handtuch
- 2. Zugabe des Inhalationsmittels in das Wasser
- 3. Erhitzen bis zum Sieden von ein bis zwei Liter Wasser
- 4. Sach- und fachgerechtes Verwenden des Inhalationsgeräts
- 5. Langsam und entspannt ausatmen
- 6. Inhalation auslösen und einatmen
- 7. Atem für ca. 5-10 Sekunden anhalten, damit das Inhalationsmittel auch in den Bronchien und tieferen Atemwegen hinreichend Zeit hat, seine Wirkung vollständig zu entfalten
- 8. Langsam ausatmen
- 9. Den Vorgang in den Schritten 6 - 8 für mindestens fünf besser zehn Minuten wiederholen
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In der modernen Medizintechnik hat man diesen Inhalationsvorgang hinsichtlich seiner Durchführung automatisiert, um ihn schneller und effizienter ablaufen zu lassen [29] - [30], wobei die prinzipielle Vorgehensweise jedoch beibehalten worden ist.
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Gewerbliche Hersteller von solchen automatisierten Inhalationsvorrichtungen sind u.a. Omron, Emserm Medisana, Pari und MEDA Pharma GmbH, Bad Homburg (Hersteller und Anbieter des Inhalationsmittels Transpulmin Balsam).
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Aufgabenstellung:
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Es wird die Verwendung eines Inhalationsmittels sowie des entsprechenden Inhalationsvorgangs und / oder einer UV-basierten Bestrahlung vorgeschlagen, um infektiöse, organische Strukturen wie Viren (SARS-CoV-2 Coronavirus) innerhalb der ersten fünf bis sechs Tage nach Infektionsbeginn, daher innerhalb der bekannten Inkubationszeit, quantitativ abzutöten mit dem Ziel, eine Infektion bzw. Ansteckung der eigenen Person (Eigenansteckung) zu verhindern (erste Präventionsziel), zweitens den Verlauf der Inkubation im Sinne des Patienten positiv zu beeinflussen und somit trotz erfolgter Infektion / Ansteckung den Ausbruch der Krankheit zu verhindern, drittens im Falle des Ausbrechens der Krankheit trotz der obengenannten Maßnahmen zu einem möglichst frühen Zeitpunkt den Krankheitsverlauf abzumildern oder ggf. diesen sogar zu stoppen, um eventuell eine vorzeitige Heilung herbeizuführen, und viertens während der gesamten Infektions-, Inkubations- und Krankheitsphase die Infektion / Ansteckung von fremden Personen (Fremdansteckung) zu unterbinden (zweites Präventionsziel).
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Während der Inkubationszeit befinden sich die SARS-CoV-2 Coronaviren noch vorwiegend im Mund-Hals-Nasen-Rachenraum, um sich dort zu vermehren. Zudem sollen die SARS-CoV-2 Coronaviren auch dann erfolgreich bekämpft werden können, wenn diese bereits in die mittleren Atemwege (Luftröhre und Bronchien) und/oder die unteren Atemwege (Lunge) quantitativ vorgerückt sind. Eventuell wird diese Anwendung auch den Krankheitsverlauf abkürzen beziehungsweise dessen Schwere mindern und somit eine Quarantäne verkürzen oder sogar überflüssig machen.
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Prinzipieller Lösungsweg und konkrete Ausführungsbeispiele:
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Im Rahmen dieser Anmeldung wird zunächst die Verwendung eines bereits bekannten und bewährten Inhalationsmittels sowie dem entsprechenden Inhalationsvorgang zur Bekämpfung der SARS-CoV-2 Coronaviren im Anfangs- und eventuell auch im fortgeschrittenen Krankheitsstadium vorgeschlagen, wenn sich die Viren noch im Mund-Rachen-Nasen-Halsraum befinden, wo sich diese exponentiell vermehren, und eventuell bereits in die oberen beziehungsweise unteren Atemwege abgewandert sind und so die Lungenflügel bereits befallen haben. Diese Anwendung dient der Prävention bei vermeintlich erfolgter Ansteckung und der Behandlung während der Inkubationszeit. Allerdings auch nach Ausbruch der Krankheit kann eventuell durch diese Anwendung ein unterstütztender Effekt erzielt werden: Nach Abwanderung der SARS-CoV-2 Viren in die Lunge kann dieses hier näher bestimmte erfindungsgemäße Inhalationsmittel mittels eines solchen Inhalationsvorgangs die infektiösen, organischen Strukturen wie das SARS-CoV-2 Coronavirus auch in der Lunge noch erreichen und dort quantitativ abtöten, um so den Krankheitsverlauf nachhaltig positiv beeinflussen zu können.
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Allerdings kann jedoch nicht erwartet werden, dass eine solche Anwendung die SARS-CoV-2 Coronaviren noch erreicht, wenn diese bereits die Alveolen / Blutbarriere überwunden und damit die Blutbahn erreicht haben.
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Bei dem erfindungsgemäß beanspruchten Inhalationsmittel handelt es sich um eine wässrige und/oder sehr leicht alkoholische Lösung eines desinfizierenden und keimabtötenden Mittels sowie eines oberflächenaktiven Tensids, welche die Oberflächenspannung des wässrigen Lösungsmittels herabsetzt.
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Das Inhalationsmittel besteht somit aus den folgenden drei Komponenten:
- 1. Ein Lösungs- oder Dispersionsmittel, welches die medizinischen-therapeutischen Wirkstoffe in gelöster oder dispergierter Form aufnimmt. Dazu darf das Lösungsmittel selber nicht gesundheitsgefährdend sein; es muss gut verdampfbar sein, und die Wirkstoffe müssen sich gut in diesem lösen oder dispergieren können.
Zu den bevorzugten Kandidaten eines solchen Lösungs- oder Dispersionsmittels gehören Wasser und Alkohol (Ethanol, Propanol usw.) beziehungsweise deren wässrige Lösungen in verschiedenen Konzentrationen. Als positiver Nebeneffekt wäre die desinfizierende Wirkung von Alkohol wünschenswert, jedoch für Patienten im Kindesalter wäre diese Variante nicht zu empfehlen. Jedoch für volljährige Patienten ist eine sehr schwache wässrige Alkohollösung als Lösungs- oder Dispersionsmittel vorstellbar und eventuell zu favorisieren.
- 2. Ein desinfizierendes und keimabtötendes Mittel, das direkt auf das SARS-CoV-2 Virus wirkt und dieses abtötet. Als mögliche Kandidaten kommen beispielsweise dazu in Frage: Medikamente auf der Basis von arzneilich wirksamen Bestandteilen wie Salbei(öl), Kamille, Pfefferminze, Minz(öl) / Menthol, Cineol und/oder Campher/Kampfer wie zum Beispiel das Erkältungsbalsam mit dem Markennamen Transpulmin Balsam des Herstellers MEDA Pharma GmbH & Co. KG (früher Degussa Pharma Gruppe).
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Dabei muss zwischen zwei verschiedenen Versionen von Transpulmin Balsam wie folgt näher unterschieden werden:
- - eine ältere Version von Transpulmin Balsam mit der Reg. Nr. T 724 (vor 1992) beinhaltet u.a. als desinfizierende und keimabtötende Mittel die folgende Zusammensetzung: 1 g Transpulmin Balsam enthält 100 mg Cineol, 50 mg Menthol, 25 mg Campher, 25 mg Salbeiöl 7, 44 mg ethanolischer Extrakt aus Kamillenblüten
- - die neuere Version von Transpulmin Balsam von 2020 beinhaltet als antivirale, desinfizierende, keimabtötende, schleim- und krampflösende und durchblutungsfördernde Mittel vor allem Menthol, Campher, Eukalyptus (mit dem Wirkstoff Cineol), Pfefferminzöl und Kamillearoma [31].
In der neueren Version fehlen als antivirales Mittel Salbeiöl, und der ethanolische Extrakt aus Kamillenblüten ist ersetzt worden durch Kamillearoma.
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Empirische und heuristische Voruntersuchungen in einem kleineren experimentellen Rahmen, die jedoch den Ansprüchen und Vorgaben von modernen klinischen Studien und Verfahren zur Arzneimittelzulassung nicht umfänglich erfüllen, haben gezeigt, dass die ältere Version von Transpulmin Balsam mit der Reg. Nr. T 724 (vor 1992) mit Salbeiöl als antivirales und somit als desinfizierendes und keimabtötendes Mittel sowie mit einem ethanolischen Extrakt aus Kamillenblüten sehr effizient, während die neuere Version von Transpulmin Balsam von 2020 mit den desinfizierenden und keimabtötenden Mittel Cineol und Campher weit weniger effizient wirken.
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Folglich sind als effektive antivirale, desinfizierende und keimabtötende Mittel insbesondere Salbei(öl) in Kombination mit dem ethanolischen Extrakt aus Kamillenblüten zu benennen. Es ist bekannt, dass Salbei(öl) nicht nur antibakteriell, sondern auch antiviral wirkt. Ebenfalls als potentieller Kandidat als antrivirales Mittel kann Pfefferminzöl verwendet werden. Dabei haben vorläufige Untersuchungen gezeigt, dass Pfefferminzöl nicht nur als antiviraler Wirkstoff, sondern gleichzeitig als oberflächenaktives Tensid verwendet werden kann; folglich besitzt Pfefferminzöl gleichzeitig zwei Funktionen: erstens als antiviraler Wirkstoff und zweitens als oberflächenaktives Tensid.
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Es wird nun explizit darauf hingewiesen, dass somit Pfefferminzöl ein wichtiger Bestandteil des beanspruchten Inhalationsmittels ist, auf welches sich der erfindungsgemäße Verwendungsgegenstand bezieht, da dieses zwei wesentliche Funktionen miteinander vereint:
- antivirale Wirkung sowie Herabsetzung der Oberflächenspannung.
- Weiter unten wird auf diesen Sachverhalt detailliert eingegangen.
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Als weitere antivirale Mittel, die zur Inhalation geeignet sind, lassen sich folgende Stoffe und Kräuter anführen [20] - [26]: Ätherische Öle, diverse Polyphenole, Alkaloide im Schöllkraut, allgemein Alkaloide, Terpene, Gerbstoffe, Saponine, Zimt (Cinnamomum camphora= Ravintsara), Zitrone, allgemein Zistrose-Arten (Cistus), Zitronengras, Zitronenmelisse oder Melisse (Melissa officinalis), Minze, Pfefferminze (Mentha Piperita), Koriander, Thymian(öl), Echter Thymian (Thymus vulgaris), Fichte, Oregano (Origanum vulgare), Knoblauch, Bärlauch, Kapuzinerkresse, Eukalyptus(-öl), Lavendel, Lorbeer, Rosmarin, Rosmarinsäure, Wacholder, Holunder, neben dem bereits genannten Salbei(öl)auch den Echten Salbei (Salvia officinalis, Garten-Salbei, Küchensalbei), Ingwer, Kurkuma, Safran, Johanneskraut, (roter) Ginseng, Engelwurz-Wurzel, Meisterwurz-Wurzel, Zweizahn, (Australischer) Teebaum, (Afrikanische) Teufelskralle, Kiefernnadeln, Purpur-Sonnenhut (Echinacea) und diverse Sonnenhutextrakte in entsprechend niedriger Konzentration, Kapland-Pelargonie, Kanadischer Wandelklee (Desmodium canadense), in entsprechend niedriger Konzentration Ysop (Hyssopus officinalis), Bergkalaminthe, (Satureja montana, Berg-Bohnenkraut), Spitz- und Breitwegerich, Quendel, Huflattich, Schlüsselblume, Lindenblüten, Königskerze, Lungenkraut, Wegmalve, kleine Braunelle, Schafgarbe, Mädesüß, Echinaceae, Holler, Lindenblüten, Ban Zhi Lian, Bartflechte, Bergamotte, Färberwaid, Neem, Tragant / Astragalus, Umckaloabo. Insbesondere Thymian(öl), Fichte sowie Eukalyptus enthalten ätherische Öle, die eine besondere Wirkung auf das Lungengewebe besitzen.
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Außerdem wirkt Kamille in Dampfform vor allem antibakteriell. Überdies haben sich ätherische Öle gewonnen aus Kamille, Minze / Minzöl (Menthol), Salbei und Cineol gegen Atemwegserkrankungen sehr bewährt [32].
Viele dieser antiviralen Mittel sind bereits Bestandteil in diversen kommerziell verfügbaren Fertigpräparaten, beispielsweise mit den Handelsnamen China-Öl®, Rödler-Öl®, Olbas-Öl®, Tigerbalsam®, Vicks Vaporub®, Pulmosan®, Carmol®, Dul-X®, Infludo®, Pinimenthol®, GeloMyrtol forte, die vom Anwender zur Inhalation verwendet werden können.
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Aber nicht jeder desinfizierende Stoff ist für die beanspruchte, erfindungsgemäße Verwendung hinreichend geeignet: Unter anderem aus der Zahnmedizin ist es bekannt, dass beispielsweise Wasserstoffperoxid auf bestimmte Krankheitserreger und Keime stark desinfizierend wirkt. Nachteilig sind jedoch seine geringe Stabilität in der Dampfphase, aber auch seine Gefahreneinstufung (stark ätzend) macht es für diese hier erfindungsgemäß beanspruchte Anwendung weniger geeignet.
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Ebenfalls weniger geeignet erscheint Speise- oder Kochsalz (NaCI), da dieses zwar in Wasser lösbar ist, aber beim Inhalationsvorgang sich nur sehr schwer in die Dampfphase überführen lässt.
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Bei der Applikation (Anwendung) muss das Inhalationsmittel sehr fein zerstäubt werden. Hierfür ist ein oberflächenaktives Tensid geeignet, welches die Oberflächenspannung des Lösungs- oder Dispersionsmittels, insbesondere Wasser, signifikant herabsetzt. Außerdem sollten die Zusatzstoffe ohne zusätzlichen größeren Aufwand verdampfbar sein; daher müssen diese gut in die Dampfphase überführt werden können. Zudem dürfen diese Zusatzstoffe nicht als Gefahrenstoffe, wie beispielsweise gesundheitsschädlich, eingestuft sein.
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Wie bereits oben erwähnt, haben Vorversuche völlig überraschend ergeben, dass durch Zugabe des antiviralen Wirkstoffs Pfefferminzöl ebenfalls die Oberflächenspannung des Inhalationsmittels herabgesetzt werden kann; dies bedeutet, dass Pfefferminzöl neben seiner antiviralen Wirkung auch als oberflächenaktives Tensid eingesetzt werden sollte, so dass Pfefferminzöl als Bestandteil des Inhalationsmittels die beiden Funktionen als antiviraler Wirktsoff sowie als oberflächenaktives Tensid ineineinander hervorragend vereinigt.
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Es wird vermutet, dass dies an dem hohen Anteil an ätherischen Ölen liegen kann, die im Pfefferminzöl enthalten sind [33] - [34]. Alternativ kann als oberflächenaktives Tensid anstelle oder zusätzlich zu Pfefferminzöl auch reine ätherische Öle in (hoher) Konzentration dem Inhalationsmittel beigemengt werden, um dessen Wirkung zu optimieren.
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Vorläufige Vergleichsversuche zwischen Pfefferminzöl und Kamillenöl haben bedauerlicherweise keine vergleichbaren Ergebnisse ergeben, obwohl Kamillenöl ebenfalls ätherische Öle, jedoch von einer anderen Sorte, enthält [35] - [36]. (Anmerkung: sowohl Pfefferminzöl als auch Kamillenöl beinhalten ätherische Öle [33] - [36]). Die bei den Voruntersuchungen, mit den beiden oben genannten Ölen sehr unterschiedlich erzielten Ergebnisse, können dadurch erklärt werden, dass sich die ätherischen Öle von Pfefferminzöl und Kamillenöl teilweise sehr stark voneinander unterscheiden.
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Weitere geeignete Tenside für den erfindungsgemäßen Verwendungsgegenstand sind wie folgt [37] - [45]:
- - nichtionische Tenside wie bspw. einfache oder mehrfache Alkohole wie Ethanol oder Propanol, Ether oder Kombinationen aus Alkoholen und Ether wie Ethoxylate, Polyoxyethylene z.B. basierend auf Laurin-, Palmitin-, Stearin- und/oder (Kokos-)Ölsäurebasis (Polyalkylenglycolethern/Fettalkoholethoxylate), (Fettalkohol-)Propoxylate, desweiteren Zuckertenside wie bspw. Glycoside, insbesondere Glucoside wie z.B. Kokosglucoside, Laurylglucoside, Decylglucoside, und als weitere Glycoside wie z.B. Decylpolyglycoside, Saponine, Methylglycosidester, Ethylglycosidester, und als weitere Zuckertenside N-Methylglucamide oder Saccharoseester, Saccharosecocoate,
- - als amphotere Tenside wie bspw. quartäre Ammoniumverbindungen wie Betaine, bspw. Alkylbetaine, insbesondere Cocamidopropylbetaine oder Mischungen davon wie Cocamidopropylbetaine / Alkylamidobetaine oder Sulfobetaine bzw. Sultaine wie bspw. Cocamidopropyl-Hydroxysultaine oder als weitere amphotere Tenside z.B. Carboxylate ohne Natriumion oder allgemein ionische Gruppen wie z.B. schwache organische Säuren mit einem ausreichend hohen pKS-Wert sowie deren Salze und Ester (bspw. Carbonsäuren, insbesondere aliphatische, gesättigte und (einfach oder mehrfach) ungesättigte, verzweigte oder unverzweigte Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren wie Essigsäure, Ameisensäure, Citronensäure, Oxalsäure, Fumarsäure, Buttersäure und andere gesättigte oder (einfach/mehrfach) ungesättigte Fettsäuren, z.B. Ölsäuren (Oleate), Bernsteinsäure, Maleinsäure (in sehr geringer Konzentration), Aminosäuren wie Sarkosin oder Glutaminsäure und deren Salze und Ester, Kokos-Fettsäuren sowie deren Salze und Ester wie bspw. Saccharosecocoate,
- - gegebenfalls ergänzend (milde) anionische Tenside wie Tauride, Sulfosuccinate wie bspw. (Di-)natriumlaurylethersulfosuccinate, Natriumlaurylsulfoacetate, Natriumcocoylisethionat, (Di-)natriumcocoylglutamate, Dinatriumcocoamphodiacetate, Natriumlauroamphoacetate, Natriumcocoate, Alkylcarboxylate,
- - gegebenfalls ergänzend alle Emulgatoren, die nicht als gesundheitsschädlich eingestuft sind und sich gut verdampfen lassen, wie bspw. Tenside, wie sie in (Baby-)shampoos zur Verwendung kommen [27], [37] - [45].
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Nicht zum erfindungsgemäßen Anmeldegegenstand gehört die äußere Anwendung der Wirkstoffe; der Vollständigkeit halber wird diese Möglilchkeit an dieser Stelle ergänzend kurz beschrieben:
- Im Falle einer äußeren Anwendung könnte man als Lösungsmittel gereinigtes Terpentinöl, Latschenkiefernöl und andere Pinienöle sowie Kiefernnadelöl verwenden; dann aber nicht zu einer inneren Anwendung, sondern nur zu einer äußeren Anwendung bspw. in Form von Salben (Auftragung auf die Haut, insbesondere Hals-, Nasen- oder Brustkorbbereich mit anschließendem Einreiben bzw. Einmassieren an den entsprechenden Hautpartien), da sonst die Schleimhäute zu stark gereizt werden. Soll die Salbe hydrophil wirken, so wird als Füllstoff Stärke hinzugegeben; ist dagegen eine hydrophobe Wirkung erwünscht, so kann Vaseline als Füllstoff beigefügt werden. Optional und alternativ können noch andere Wirk- und Füllstoffe beigemengt werden.
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Optional kann das Lösungs- oder Dispersionsmittel ebenfalls als oberflächenaktives Tensid wirken, insbesondere wenn als Lösungs- oder Dispersionsmittel Alkohol wie Ethanol und/oder Propanol verwendet wird. Das Lösungs- oder Dispersionsmittel, insbesondere in Form von Alkohol, besitzt dann die beiden folgenden Funktionen: Eine Lösungs- oder Dispersionsfunktion und eine die Oberflächenspannung herabsetzende Funktion. Eine dritte Funktion, die desinfiziertende Wirkung von Alkohol, ist zwar ebenfalls erwünscht, jedoch wird nicht erwartet, dass diese Wirkung ausschlaggebend sein wird.
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Wenn kein oberflächeaktives Tensid eingesetzt werden kann, sollte das Inhalationsmittel alternativ sehr fein zerstäubt eingesetzt werden.
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Bei dem Inhalationsvorgang besitzt ein solches oben beschriebenes Inhalationsmittel die folgenden Wirkungen:
- 1. Aufgrund der Temperatur des Dampfes von weit über 60°C werden bereits die infektiösen, organischen Strukturen wie Coronaviren SARS-CoV-2 Viren durch die thermische Einwirkung zumindest ausreichend quantitaitv abgetötet. Es ist zu erwarten, dass diese Wirkung nicht nur auf den Mund-Rachenraum beschränkt ist, sondern sich auch auf den Nasenraum (Nebenhöhlen), Halsraum und eventuell auch auf die mittleren und unteren Atemwege wie Bronchien und Lunge erstreckt, da der Dampf auch in diese Bereiche vordringen kann. Das würde bedeuten, dass nicht nur im Mund-Rachenraum, sondern auch im Nasenraum (Nebenhöhlen), Halsraum, den mittleren und unteren Atemwegen (Bronchien, Lunge) das mit den Viren befallene und infizierte Gewebe mit dem Dampf beaufschlagt wird und somit dort die Viren als infektiöse, organische Strukturen aufgrund der thermischen Wirkung quantitativ abgetötet werden können.
- 2. Die desinfizierenden und keimabtötenden Mittel wirken ebenfalls abtötend auf die Viren in den gesamten Atemwegen und nicht nur im Mund-Rachenraum.
- 3. Die oberflächenaktiven Tenside bewirken zudem, dass die Oberfläche der zu behandelnden Schleimhautpartien durch das Inhalationsmittel sehr gut benetzt werden und somit auf dem mit dem Virus infizierten Gewebe sich der desinfizierende und keimabtötende Wirkstoff mit seinem Lösungsmittel gezielt lokal ausbreiten oder zerlaufen kann: Durch die Herabsetzung der Oberflächenspannung des wässrigen Lösungsmittels mittels der Tenside wird das wässrige Lösungsmittel zudem dünnflüssiger und weniger viskos, so dass die Wassertröpfchen mit den Wirkstoffen darin in der Dampf- oder Aerosolphase durchschnittlich einen geringeren Durchmesser besitzen und somit von ihrem Volumen kleiner, von ihrer gesamten Tröpfchenoberfläche aller Tröpfchen jedoch deutlich größer werden.
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Somit können diese kleineren Wassertröpfchen auch in die kleinsten Verästelungen des zu behandelnden (Lungen)Gewebes gelangen und damit auch in die kleinsten Zwischenspalten der zu behandelnden Gewebeoberflächen wie den Lungenalveolen eindringen.
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Außerdem besitzen diese kleinen Wassertröpfchen in der Dampf- oder Aerosolphase wegen der darin enthaltenen Tenside eine ausgesprochen geringe Oberflächenspannung, so dass sie beim Auftreffen auf die zu behandelnde Gewebeoberfläche zerplatzen oder zerlaufen und somit eine größere Gewebeoberfläche viel besser benetzen, bedecken oder beaufschlagen können als im Falle ohne Beimengung von Tensiden verbunden mit einer höheren Oberflächenspannung. Außerdem besitzen kleinere Tröpfchen einen höheren Dampfdruck, so dass umso mehr Wirkstoffe in die Dampfphase übergehen, je kleiner die Tröpfchen sind (siehe auch Ostwald-Reifung, Gibbs-Thomson-Effekt, Kelvin-Gleichung, Kelvin-Druck und Kelvin-Instabilität).
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Somit können die SARS-CoV-2 Viren in der wässrigen Flüssigkeit besser gelöst und somit effektiver bekämpft werden, da dadurch der oder die Wirkstoffe optimal auf die Viren einwirken können.
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Hierdurch ist ein entscheidender Vorteil gegenüber den bisher im Stand der Technik bekannten Inhalationsmitteln gegeben.
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In einem weiteren, gesonderten Ausführungsbeispiel kann der Inhalationsvorgang automatisiert ablaufen, indem ein Inhalationsautomat in das beanspruchte, erfindungsgemäße Verfahren eingebunden wird.
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Es sind auch unterschiedliche Kombinationen von den verschiedenen im Stand der Technik genannten medizinisch-therapeutischen Maßnahmen mit dem erfindungsgemäßen Gegenstand denkbar, wie beispielsweise eine Mundspülung mittels Betaisodona als unterstützende Maßnahme für den in dieser Anmeldung beanspruchten - Verwendungsgegenstand mit dem beanspruchten Inhalationsmittel und dem beanspruchten Inhalationsverfahren sowie eine Kombination hiervon.
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In Folgeuntersuchungen ist noch zu klären, ob die beanspruchte erfindungsgemäße Verwendung der Inhalationsmittel und des Inhalationsverfahrens nur zu therapeutischen Zwecken nach bereits erfolgter Infektion mit SARS-CoV-2 Viren oder auch zur Prävention, also zur Anwendung vor einer Infektion mit SARS-CoV-2 Viren, geeignet ist. Im letzten Falle wäre es vorstellbar, dass die Beaufschlagung des humanen Gewebes im Mund-Hals-Nasen-Rachenraum mit dem Inhalationsmittel während des Inhalationsvorganges dazu führt, dass das Inhalationsmittel für eine längere Zeit auf der Gewebeoberfläche verweilen kann und dort für einen längeren Zeitraum seine antivirale Wirkung entfaltet kann.
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In einem gesonderten Ausführungsbeispiel als eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann die beanspruchte erfindungsgemäße Verwendung eines Inhalationsmittels auch mit einer geeigneten UV-Bestrahlung kombiniert werden:
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Es ist bekannt, dass energiereiches UV-Licht besonders aus dem UV-B und UV-C-Bereich auf Viren abtötend wirken kann [46] - [49]. Insbesondere die Wellenlänge 265 nm ist sehr effektiv, da die Photonenenergie der Bindungsenergie der Nukleinsäure Thymin entspricht, so dass die einfallenden Photonen die DNA des Erbguts der Viren dauerhaft schädigen und somit diese unschädlich machen können. Bereits zwei bis sechs mJ/cm2 reichen aus, um 99,99 % Escherichia-coli-Bakterien abzutöten. Für eine Inaktivierung von 90 % SARS-CoV-1 werden 48 mJ/cm2 benötigt. Für das quantitative Abtötung des neuen SARS-CoV-2-Virus liegen zur Zeit leider noch keine belastbaren Werte in der aktuell verfügbaren Literatur vor.
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Es kann jedoch davon ausgegangen werden, dass die für die SARS-CoV-2 Viren letale Strahlendosis in derselben Größenordnung liegen müsste. Auch andere Erkrankungen wie gut- oder bösartige Geschwüre oder Geschwulste oder Tumore können auf diese Weise behandelt werden. Allerdings impliziert eine UV-Bestrahlung von (Schleim-)häuten auch den Nachteil, dass das Erbgut von gesundem menschlichem (oder auch tierischem oder pflanzlichem) Gewebe dauerhaft geschädigt wird, woraus letzendlich Hautkrebs entstehen kann.
Um dies zu verhindern, wird erstens die erforderliche Bestrahlungsdosis so gering wie möglich gehalten und zweitens die UV-Bestrahlung gezielt lokal eingesetzt, um nur infiziertes Gewebe damit gezielt zu bestrahlen, damit kein gesundes Gewebe unnötigerweise geschädigt wird.
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Dazu muss die UV-Strahlung direkt an das mit dem SARS-CoV-2 Virus infizierte und damit zu behandelnde Gewebe herangeführt werden.
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Übliche Lichtwellenleiter aus Quarzglas sind hierfür technologisch ungeeignet, da diese das UV-Licht in dem für die Behandlung des SARS-CoV-2 Virus relevanten Wellenlängenbereich aufgrund ihrer hohen Materialdämpfung nur sehr schlecht oder gar nicht leiten können. Aus demselben Grunde scheiden auch Polymerfasern aus.
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Lediglich Glasfasern aus hochreinem Quarzglas oder Calziumfluorid besitzen eine noch akzeptable niedrige Materialdämpfung, um als alternative Möglichkeit überhaupt technisch in Betracht gezogen zu werden.
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Neben technologischen Gründen liegen vor allem gravierende wirtschaftliche Gründe vor, wie die unverhältnismäßig hohen Herstellungskosten, die solche Fasern für ihre geforderte Verwendung als Einwegprodukte im medizinischen Bereich sehr unattraktiv machen.
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Als Alternative bieten sich Hohllichtwellenleiter an, da diese für Röntgen- und UV-Licht fast dieselbe niedrige Dämpfungsrate besitzen wie für Vis- oder IR-Licht. Eine Möglichkeit besteht, die innere Oberfläche von geeigneten Glaskapillaren mittels eines CVD-Prozesses mit einer Metallschicht zu beschichten wie in
DE 10 2007 049 929 A1 ,
DE 10 2007 049 930 A1 ,
DE 10 2007 020 800 A1 offenbart. Deren Funktionsfähigkeit als UV-Lichtleiter ist bereits erfolgreich nachgewiesen worden.
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Auf diese Weise hergestellte Hohllichtwellenleiter mit einer ausreichenden Länge lassen sich in den menschlichen (oder tierischen oder pflanzlichen) Körper endoskopisch einführen, so dass das hintere Ende direkt vor der infizierten und damit krankhaften und zu behandelnden (Schleim-)Hautoberfläche in einer medizinisch zweckmäßigen induzierten Weise geeignet optimal positioniert werden kann.
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Wird nun in das vordere Ende des Hohllichtwellenleiters UV-Licht mit der geeigneten Wellenlänge eingekoppelt, so wird dieses durch den Hohllichtwellenleiter geführt und somit zu deren hinteren Ende geleitet. Auch eine Strahlformung mittels Adaptionsoptiken in der Mitte oder an beiden Enden des Hohllichtwellenleiters erscheint denkbar. Nach Durchtritt durch den Hohllichtwellenleiter tritt an deren hinterem Ende die UV-Strahlung punktgenau aus und kann die erkrankte und zu behandelnde (Schleim-)hautoberfläche lokal begrenzt mit der gewünschten Dosis gezielt bestrahlen, ohne dass herumliegendes gesundes Gewebe zu stark geschädigt wird. Ein weiterer Vorteil dieser erfindungsgemäß beanspruchten Behandlungsmethode ist, dass hiermit erstens nicht nur leicht zugängliche Areale der (Schleim-)haut behandelt werden können, sondern somit auch (sehr) schwer zugängliche (Schleim-)hautpartien im Körperinneren erreichbar werden. Zweitens kann seitens des erfahrenen und geschulten Anwenders zwischen einer großflächigen Behandlung und einer örtlich sehr begrenzten UV-Behandlung gewählt werden, wobei die lokale Dosierung flexibel und exakt eingestellt werden kann.
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Durch diese vergleichsweise schonendere Behandlungsweise lassen sich unerwünschte Nebenwirkungen, die eine solche UV-Bestrahlung zwangsläufig mit sich bringen kann, auf ein vertretbares Maß reduzieren und deren negative Auswirkungen (lokal) begrenzen.
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Es ist auch denkbar, dass tierische oder pflanzliche Oberflächen, die ebenfalls nicht gut zugänglich sind und / oder die nicht großflächig, sondern nur lokal mit UV-Licht beaufschlagt werden sollen, auf diese Weise mit UV-Licht behandelt werden können, um deren Oberfläche in gewünschter Weise gezielt zu modifizieren (bspw. in Form einer Mutation).
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Diese UV-Bestrahlung kann auch ohne die beanspruchte erfindungsgemäße Verwendung eines Inhalationsmittels mit allen Merkmalen der Erfindung zur Anwendung kommen und stellt daher insofern eine eigene Erfindung dar.
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Anstelle einer gleichzeitigen Anwendung der beanspruchten erfindungsgemäßen Verwendung eines Inhalationsmittels und der UV-Bestrahlung können beide Maßnahmen auch einfach oder mehrfach hintereinander in beliebiger Reihenfolge (blockweise) abwechselnd und / oder zur selben Zeit in beliebigen Ausführungsformen angewandt werden:
- So ist es beispielsweise vorstellbar, dass erst einmal eine Inhalationsmaßnahme mit dem Inhalationsmittel A erfolgt, nach einer beliebigen Pause dann zweimal hintereinander die UV-Bestrahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen folgt, anschließend zweimal hintereinander wiederum jeweils ein Inhalationsvorgang mit unterschiedlichen Inhalationsmitteln B und C angewandt wird, und abschließend gleichzeitig oder minimal zeitlich versetzt eine UV-Bestrahlung und eine Inhalationsmaßnahme wiederum mit dem Inhalationsmittel A die Therapie beendet, wobei im letzten Schritt die UV-Bestrahlung während der Inhalationsmaßnahme beliebig kurzzeitig unterbrochen und wieder aufgenommen werden kann.
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Weiterhin ist es beispielsweise vorstellbar, dass geeignete Marker wie beispielsweise fluoreszierende Markierungen oder ein geeigneter Farbstoff so geschickt in der infektiösen organischen Struktur wie dem SARS-CoV-2 Coronavirus eingebracht und positioniert werden, damit diese infektiösen organischen Strukturen bei Bestrahlung zum Beispiel mit geeignetem UV-Licht gezielt zum Leuchten gebracht werden können. Damit wäre eine Bilderkennung und damit optische Auswertung möglich. Je nach verwendetem Marker (Farbstoff) werden die infektiösen organischen Strukturen wie das SARS-CoV-2 Coronavirus dann als beispielsweise grüne, rote, gelbe oder blaue Lichtpunkte in einem geeigneten Mikroskop wie einem Fluoreszenz-Mikroskop oder einem Spektroskop sichtbar.
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Damit lassen sich dann die infektiös befallenen Zellen im Rahmen einer NanoBiophotonik genau lokalisieren und über die hier erfindungsgemäß beanspruchten Methode durch ein Bestrahlungsverfahren unter Verwendung eines innenbeschichteten Hohllichtwellenleiters gezielt selektiv einer Nekrobiose und somit dem Zelltod (Nekrose) zuführen.
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Dadurch kann das exponentielle Wachstum von infektiösen organischen Strukturen wie dem SARS-CoV-2 Coronavirus gezielt verlangsamt oder sogar vollständig gestoppt werden, ohne gesundes Zellgewebe unverhältnismäßig stark zu schädigen. Dabei kann der zeitliche Verlauf und der Erfolg des Bestrahlungsprozesses mit hochauflösender (Fluoreszenz)mikroskopie oder Spektroskopie mit dem hier erfindungsgemäß beanspruchten UV - Bestrahlungsverfahren unter Verwendung eines bevorzugt innenbeschichteten Hohllichtwellenleiters - auch in Echtzeit - live verfolgt werden, bis der sogenannte Cyclus Threshold-Wert (Ct-Wert) kleiner als 35 und bevorzugt kleiner als 30 ist.
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Beispielhaft kann hier das bekannte GFP (green fluorescent protein) als molekularer virusinduzierter Marker geg. auch beim SARS-CoV-2 Coronavirus verwendet werden.
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Dazu wird zunächst das infektiöse Probenmaterial beispielsweise mit dem SARS-CoV-2 Corona Viruspartikel zunächst mit einem Marker wie fluoreszierenden DNA-Strängen markiert und anschließend in einem UV-transparenten Quarz-Glas zum Zwecke des Infektionsschutz gekapselt.
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Unter dem geeigneten Mikroskop beziehungsweise Spektroskop können dann anschließend Bilder dieser Probe vor und nach dem hier erfindungsgemäß beanspruchten Bestrahlungsverfahren unter Verwendung eines innenbeschichteten Hohllichtwellenleiters erhalten werden, um damit den Erfolg der Nekrose der infizierten Zellen und/oder der infektiösen organischen Strukturen kontrollieren und quantifizieren zu können.
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Hier bietet sich besonders die STED-Mikroskopie (STED = Stimulated Emission Depletion) oder die 3D-SIM-Mikroskopie (SIM = 3D structured illumination microscopy) oder die Lokalisationsmikroskopie nach Photoaktivierung oder auch photoaktivierte Lokalisationsmikroskopie (PALM = Photoactivated Localization Microscopy) beziehungsweise die Stochastische optische Rekonstruktionsmikroskopie (STORM = Stochastic Optical Reconstruction Microscopy) oder die MINFLUX Mikroskopie an, da deren Auflösungen im Gegensatz zu anderen Methoden nicht beugungsbegrenzt ist. Alternativ zu einer temporären kann auch eine in Echtzeit zeitaufgelöste Mikroskopie oder (Fluoreszenz)spektroskopie durchgeführt werden.
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Da jedes Bild Millionen oder Vielfache hiervon von (fluoreszenz)markierten Viren enthalten kann, empfiehlt sich ein automatisiertes maschinelles Lernen oder auch Künstliche Intelligenz (Kl) auch unter Verwendung der Möglichkeiten der Industrie 4.0 in der Bilderkennung bei Durchführung der Markierung, Diagnose, Bestrahlung und Auswertung.
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Besonders vorteilhaft bei den hier erfindungsgemäß verwandten Hohlleitern ist, dass diese multifrequente Strahlung ohne Dispersion und Gangunterschied leiten können: Hierzu kann zunächst ein sogenannter „Markierungsstrahl“ in die zu bestrahlende Probe eingekoppelt werden, um den Marker zum Beispiel zur Fluoreszenz anzuregen. Anschließend kann ein sogenannter farblich gut zu erkennender „Blindstrahl“ aufgeschaltet werden, um damit die zu bestrahlende Stelle exakt zu lokalisieren.
Diese durch den Makierungsstrahl lokalisierte und markierte und durch den Blindstrahl eingegrenzte infektiöse Struktur(cluster) kann anschließend mit dem im UV-Bereich liegenden und üblicherweise nicht sichtbaren „Behandlungs- oder Therapiestrahl“ bestrahlt und damit behandelt werden.
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Ein weiterer Vorteil bei den hier erfindungsgemäß verwandten Hohlleitern ist, dass diese im Gegensatz zu Glasfasern auch radioaktive Strahlung leiten können. Damit wird auch eine Kopplung dieser Methodik mit Radioimmunassay (RIA) erstmalig möglich. Auch die Verwendung von Radioimmunassay (RIA) oder Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) als antikörperbasiertes Nachweisverfahren (Assay) kann alternativ zur Mikroskopie oder Spektroskopie als Erfolgskontrolle an das hier erfindungsgemäß beanspruchte Verfahren gekoppelt verwendet werden: Im Laborversuch wird das nachzuweisende Antigen, welches in einem Vorschritt an die infektiöse organische Struktur wie dem SARS-CoV-2 Coronavirus gekoppelt worden ist, zunächst über einen Erstantikörper beispielsweise an eine Mikrotiterplatte adsorptiv angebunden und angereichert.
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Anschließend führt dann ein Enzym-gekoppelter Zweitantikörper als Detektionsantikörper zur Reaktion eines geeigneten Farbstoffsubstrates. Dieser kann auch für den nachfolgenden Bestrahlungsprozess durch geeignete chromophore Gruppen photo- und damit bestrahlungsoptimiert werden.
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In den Folgeschritten kann dann maschinelles Lernen, Automatisation oder auch Künstliche Intelligenz (Kl) zum Einsatz im Markierungs-, Diagnose-, Bestrahlungs- und/oder Analytikprozess gelangen. Hierdurch kann auch eine automatisierte Quantisierung der Viruslast vor und nach dem erfindungsgemäß beanspruchten Bestrahlungsprozess erfolgen.
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Da unterschiedliche Viren durch die (Fluoreszenz)markierung auch unterschiedlich im Mikroskop bzw. Spektroskop aussehen, kann die auf Bilderkennung konditionierte bzw. trainierte Software das in der Probe vorhandene Virus wie das SARS-CoV-2 Coronavirus schnell und automatisiert erkennen, die geeigneten Frequenzen und Energien für den Markierungs-, Blind-, Behandlungs-, Therapie- und / oder Diagnosestrahl auswählen und diese anschließend gezielter, begrenzter und fokussierter ausrichten.
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Hier ist eine Rückkopplung - auch in Echtzeit - mit dem Markierungs-, Blind-, Bestrahlung- und / oder Diagnosestrahl möglich, wodurch über eine geeignete Software auch eine Quantifizierung des Behandlungerfolges und damit eine Auswertung, ob und inwieweit die Viruslast reduziert wurde, möglich wird.
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