Diese
Problematik ist bekannt und wird im Stand der Technik beispielsweise
in den Fachbüchern
Fenner, Thomas: Therapie von Infektionen (Schattauer Verlags GmbH,
Stuttgart 2003), Reese, Richard; Douglas, Gordon: A Practical Approach
to Infectious Diseases (Little, Brown and Compay, Boston, Toronto,
1986) und in Stille, Simon: Antibiotika-Therapie (Schattauer VerlagsGmbH,
Stuttgart, 1993) beschrieben.
Folgende
Beispiele aus der Humanmedizin sollen die Wechselwirkung zwischen
dem Gewebeaufbau und der Konzentration der Wirkstoffe am Wirkort
und die daraus erwachsenden Probleme sowie den momentanen Stand
der medizinischen Praxis verdeutlichen: Bei bakteriellen Infektionen
im Knochen werden oft operativ antibiotikahaltige Materialien eingebracht.
Zur
Behandlung der diabetischen Gangrän erzeugt man z.B. eine Blutleere,
um so retrograd über
die Venen direkt Antibiotika in den entsprechenden Bereich einzufüllen. Dies
ist angesichts der ohnehin gestörten Zirkulation
ein problematisches Verfahren.
Eine
dritte Möglichkeit
ist die direkte Einbringung des Wirkstoffs über invasive Methoden an den
Wirkort.
Weiterhin
liegen bei Hohlrauminfektionen, wie z.B. Nebenhöhlenentzündungen oder Gelenkentzündungen,
relativ schlechte Diffusionsbedingungen vor, da das Therapeutikum
die Schleimhautbarriere überwinden
muss und noch durch das in den Hohlraum abgegebene Sekret verdünnt wird.
Beim
Einsatz der chemotherapeutischen Substanzen im Labor ist es darüber hinaus
wichtig, eine Wirkung zu erzielen, ohne über die zugesetzten Substanzen
die Laborsysteme zu stören.
Insgesamt
ist den Ansätzen
zur Lösung
des Problems der Unterversorgung nach dem Stand der Technik gemeinsam,
dass sie grundsätzlich
zur Therapie bzw. im Labor überhöhte Hemmkonzentrationen
des Therapeutikums einsetzen, um am Wirkort die minimale Hemmkonzentration
des Wirkstoffs sicherzustellen. So werden hohe Allgemeindosierungen
notwendig, durch die auch erhöhte
Nebenwirkungen und Kosten sowie unter Umständen auch ökologische Probleme auftreten.
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen,
dass eine Überdosierung
der Therapeutika vermeidet.
Die
Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Wirkverstärkung von Therapeutika, insbesondere
antimikrobiellen Chemotherapeutika, Antimykotika und Antibiotika
gelöst,
bei welchem die Anwendung der Therapeutika mit elektromagnetischen
Feldern kombiniert werden, wobei als Feldanteile ein elektrisches
Gleichfeld von 4 bis 8 kV (Kilovolt) und ein magnetisches Gleichfeld
zwischen 1 und 20 mT (Millitesla) eingesetzt werden.
Besonders
vorteilhaft werden zusätzlich
Wechselfeldanteile bestimmter Schwebungsfrequenzen eingesetzt. Eine
Amplitudenmodulation erfolgt wahlweise gleichzeitig bei Schwingungen
von 5 Hz bis 100 kHz.
Die
Konzeption der Erfindung besteht in der Kombination von antimikrobiellen
Chemotherapeutika und Antibiotika mit elektromagnetischen Feldern,
indem durch die Kombination synergistische bzw. antagonistische
Effekte hervorgerufen werden, die die Wirksamkeit von antimikrobiellen Chemotherapeutika
und Antibiotika verstärken,
womit der Therapieerfolg bzw. die Kultivierbarkeit von Zellkulturen
im Labor verbessert werden.
Generell
entfaltet sich die Wirkung aller antimikrobiellen Substanzen, die
zur Therapie verwendet werden, über
die Hemmung von Enzymen der Mikroorganismen. Elektromagnetische
Felder haben ihrerseits fördernde
oder hemmende Wirkungen auf Mikroorganismen, wobei häufig die
Funktionalität
und Wirksamkeit von deren Enzymen modifiziert wird, und beeinflussen
damit die Wirkung von antimikrobiellen Chemotherapeutika und Antibiotika.
Von besonderer Bedeutung ist hierbei der Einfluss auf die therapeutische
Wirkung.
Somit
können
erfindungsgemäß Bedingungen
geschaffen werden, unter denen eine Therapie unter der bekannten
minimalen Hemmkonzentration des Therapeutikums zum Erfolg führt. Insbesondere
bei Hohlrauminfektionen, wie z.B. Nebenhöhlenentzündungen, Gelenkentzündungen
mit relativ schlechten Diffusionsbedingungen oder bei physiologisch
oder pathologisch bedingter Minderdurchblutung, die eine verminderte Wirkstoffkonzentration
und damit schlechtere Therapieergebnisse nach sich zieht, wird die
therapeutische Wirkung verbessert. Nebenwirkungen beim Einsatz von
Antibiotika und Antimykotika werden sowohl im medizinischen wie
im Laborbereich vermindert.
Diverse
biochemische und physikalische Wirkprinzipien zur Beeinflussung
von lebenden Organismen sind seit längerer Zeit bekannt. Mit Ausnahme
der thermischen Effekte, der Anwendung von Wärme oder Kälte zur Veränderung von Reaktionsgeschwindigkeiten
in der Biochemie, werden biochemische und physikalische Wirkprinzipien
jedoch bisher selten bewusst kombiniert.
Zwischen
Mikroorganismen hemmenden Feldern und einer Reihe von Antibiotika
und Antimykotika bestehen Wechselwirkungen. Werden in einer Kette
von Enzymreaktionen durch das Antibiotikum bzw. das Antimykotikum
ein Enzym und durch die Felder ein weiteres Enzym dieser Stoffwechselkette gehemmt,
dann entsteht eine Potenzierung der Wirkung. Diese Form der Reaktion
tritt bei Chinolonen, Aminoglykosiden und Antimykotika auf.
Bei
der erfindungsgemäß beeinflussten
Reaktionsweise erfolgt auch die Resistenzentwicklung verlangsamt.
Bei
anderen Antibiotika, die einen positiven Kombinationseffekt zeigen,
werden Nebenwege des Stoffwechsels zusätzlich beeinflusst. Die Untersuchung
der nachgewiesenen Hemmung der Wirkung von Penicillinen und Cephalosporinen
zeigt, dass der Zellwandaufbau durch die hemmenden Felder verlangsamt
wird. Die Antibiotika beider Wirkstoffgruppen werden auch durch
andere Wirkstoffe gehemmt, die den Zellwandaufbau verlangsamen.
Überraschender
Weise führt
die Kombination der Therapeutika mit elektromagnetischen Feldern
zu signifikanten Verbesserungen der Wirkungen dieser Stoffe. Es
wurden universelle Wirkungen mit den Parametern: elektrisches Gleichfeld
4 bis 8 kV und magnetisches Gleichfeld 1 bis 20 mT (Millitesla)
gefunden.
Daneben
wurden für
einzelne Zellarten bzw. Therapeutika spezifische Hemmfrequenzen
gefunden, die zusätzlich
zu der Gleichfeldkombination in Kombination eingesetzt werden können.
Vorteilhaft
ausgeführt
wird die Erfindung mit Wechselfeldern mit einem Schwebungsanteil.
Bevorzugt werden Träger-
oder Mittelfrequenzen von 3409 Hz; 2719 Hz; 1412,6 Hz; 17209 Hz;
4817 Hz und 28372 Hz kombiniert mit den Schwebungshemmfrequenzen
60,3 Hz; 5,4 Hz; 179,6 Hz und 51 Hz.
Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung führt die Kombination von elektrischen
und magnetischen Gleichfeldern mit den oben angeführten Schwebungsfrequenzen
zu einer weiteren Verbesserung des Ergebnis.
Neben
den Frequenzparametern werden die Feldintensitäten genau auf die entsprechenden
Fensterbereiche eingestellt, um optimale Wirkungen zu erzielen und
gegensinnige Wirkungen auszuschließen.
Es
werden übliche
Ringspulen, Teslaspulen oder Möbiusspulen
zur Erzeugung der Felder eingesetzt.
Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird von Aminoglykosiden und Chinolonen durch die
gleichzeitige Anwendung entsprechender Felder für Bakterien bereits zwei bis
drei Titerstufen unter der minimalen Hemmkonzentration (MHK) im
E-Test erreicht. Zur Felderzeugung werden dabei ein elektrisches
Gleichfeld von 5,6 kV und ein magnetisches Gleichfeld von 2 mT eingesetzt.
Bei
Makrolidantibiotika und verwandten Wirkstoffen, Clindamycin, Linkomycin,
Trimethoprim-Sulfoamid-Kombinationen und Imipenem, Meropenem entsteht
ebenfalls eine Wirkverstärkung
der antibiotischen Substanzen. Für
Penicilline und Cephalosporine zeigt sich eine Hemmung der antibiotischen
Wirkung. Für
Fluconazol, Econazol und ähnliche
Antimykotika sowie für
Fluzytosin besteht ebenfalls eine deutliche Wirkverstärkung gegenüber Pilzen.
Experimentelle
Untersuchungen zur vorliegenden Erfindung haben gezeigt, dass eine
Wirkverstärkung
noch in 9 cm Abstand von den Feld erzeugenden Spulen nachweisbar
ist. Dabei nimmt der Effekt als eindeutige Dosis-Wirk-Beziehung mit der
Entfernung von den Spulen ab. Es findet sich in gleicher Weise eine Dosis-Wirk-Beziehung
zur Einwirkzeit der Felder. Die optimale Wirkung wird im Laborversuch
nach ca. 2 bis 4 Stunden Einwirkung in Abhängigkeit von den Bakterienarten
erreicht.
Bei
der Verwendung von Feldern, die das Wachstum von Mikroorganismen
fördern,
z. B. bei einer Trägerfrequenz
von 4817 Hz und Schwebungsfrequenz von 16,4 Hz; 8,9 Hz bzw. 108,9
Hz, waren keine Hemmwirkungen von Antibiotika und Antimykotika festzustellen,
die bei Kombination mit den anderen Feldern in ihrer Wirkung verstärkt wurden.
Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kommen magnetische Felder
mit einer oder mehreren Frequenzmodulationen der Amplitude bzw.
mit Schwebungen bei der Amplitudenmodulation zur Anwendung. Die
Amplitudenmodulation kann dabei sehr gering sein und im Bereich
unter 10 μT
liegen und kleiner 0,5 % der Amplitude der Trägerschwingung betragen. Die
Felder werden kombiniert mit einem statischen Hochvoltfeld bei einer
Spannung von 4 bis 8 kV (Kilovolt).
In
einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden im Labor bei der Kultivierung von Zellen ebenfalls gleichartige
Felder eingesetzt. Dabei werden zur Förderung des Zellwachstums Felder
eingesetzt, die auch das Wachstum von Mikroorganismen fördern. Als
Trägerfrequenzen
werden 4817 Hz und 3957 Hz und Schwebungsfrequenzen von 16,4 Hz,
108,9 Hz und 8,9 Hz und 10 Hz eingesetzt. Es kommt jedoch nicht
zu Wirkverlusten der hierbei eingesetzten antimikrobiellen Substanzen.
Nach
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung weisen die Felder folgende Parameter auf. Elektrische
Gleichfelder von 4 bis 8 kV (Kilovolt) werden kombiniert mit magnetischen
Feldern zwischen 1 und 20 mT (Millitesla). Gleichzeitig erfolgt
eine Amplitudenmodulation über
Schwingungen von 5 Hz (Hertz) bis 100 kHz (Kilohertz). Dabei können sowohl
Kombinationen mehrerer Schwingungen als auch Schwebungen zwischen
den Schwingungen eingesetzt werden.
Bevorzugte
Einsatzgebiet der Erfindung werden nachfolgend dargestellt: Bei
Hohlrauminfektionen, wie z.B. Nebenhöhlenentzündungen oder Gelenkentzündungen,
liegen relativ schlechte Diffusionsbedingungen vor, da das Therapeutikum
die Schleimhautbarriere überwinden
muss und noch durch das in den Hohlraum abgegebene Sekret verdünnt wird.
Durch Kombination beider Wirkprinzipien, der antibiotischen bzw.
antimykotischen Wirkung mit der der elektromagnetischen Felder kommt
es zu einer deutlichen Wirkverstärkung im
Hohlraum selbst.
Bei
der Kombination von Chinolonen und einem entsprechenden Feld kommt
es bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer speziellen
Ausführungsform
zu einer ungewöhnlich
schnellen Abheilung einer Nebenhöhlenentzündung.
Bei
schlecht durchbluteten Geweben, wie es der Knochen darstellt, und
bei Infektionen in krankhaft minder durchblutetem Gewebe wie z.B.
beim diabetischen Fuß und
Ulcus cruris werden ebenfalls nur geringere Konzentrationen aller
antibiotischen und chemotherapeutischen Wirkstoffe erreicht als
in anderen Geweben.
Eine
Kombination mit den entsprechenden Feldern führt hier auch zur notwendigen
Wirkverstärkung.
In
den Liquorraum gelangen durch die natürliche Blut-Hirn-Schranke ebenfalls
nur deutlich geringere Wirkstoffkonzentrationen. Die Felder können so
gestaltet werden, dass sie das Nervensystem nicht schädigen, aber
trotzdem zur Wirkverstärkung
der Therapeutika führen.
Außer
Penicilline zeigen praktisch alle anderen Wirkstoffe eine sehr schlechte
Liquorgängigkeit.
Magnetfelder bis zu einer Stärke
von 10 mT (Millitesla) werden vom Nervensystem toleriert und dieser
Wert muss beim Einsatz der entsprechenden Kombinationsfelder beachtet
werden um eine ausreichende Wirkverstärkung der Theraupeutika zu
erreichen.
Durch
die Verstärkung
der Wirkung vieler Substanzen kann gegenüber der bisherigen Therapie
durch Kombination mit den entsprechenden Feldern die Therapie verkürzt werden.
Es ist schwer bei den komplexen biologischen Systemen, wie es der
Mensch darstellt, genaue Vorausberechnungen zu machen. Aus dem Vergleich
der Normaltherapie zur Hochdosistherapie kann der Rückschluss
gezogen werden, dass zum Teil die Therapiezeiten um 20 bis 50 %
verkürzt
werden.
Die
Ergebnisse der Untersuchung von ausgewählten magnetischen Schwebungsfrequenzen
an einer Auswahl getesteter Zellarten ist in Tabelle 1 offenbart.
Die
angegebenen Werte sind Ergebnisse von Laborversuchen. In der praktischen
Anwendung ist das Verhältnis
von Extinktion zu Keimzahl für
jede Spezies unterschiedlich, in der Regel exponentiell. Daher entsprechen
den gefundenen Extinktionsveränderungen
ab bestimmten Extinktionswerten größere Zellzahländerungen.
Um diesen Faktor der erhöhten
Zellzahländerung
ist die Extinktionsänderung
zu multiplizieren, um die tatsächlichen
Zellzahlen zu erhalten. Weiterhin ist bei der Übertragung der quantitativen
Ergebnisse in die Praxis zu beachten, dass sich durch die Stressoren
im Versuch (abgedichtete Versuchsröhrchen, begrenzte Verfügbarkeit
von Nährstoffen
und Sauerstoff, zunehmende Populationsdichte) Stoffwechsel und Wachstum
nicht normal verhalten. Die Störungen
führen
zu geringeren Stimulierungsraten im Labor beim Vergleich mit Reaktor oder
Praxis.
Der
Einsatz der erfindungsgemäßen Kombinationen
erfolgt sowohl im Labor als auch in der Humanmedizin, der Veterinärmedizin
und an Pflanzen.
Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
sind folgende Vorteile verbunden.
- •Der therapeutische
Effekt am Wirkort wird bei vielen Antibiotika verstärkt.
- • Bei
Hohlrauminfektionen wie z.B. Nebenhöhlenentzündungen, Gelenkentzündungen
kommt es zu einer deutlichen Wirkverstärkung im Hohlraum selbst.
- • Bei
der Kombination von Chinolonen und einem entsprechenden Feld kommt
es zu einer schnellen Abheilung von Nebenhöhlenentzündungen.
- • Bei
schlecht bzw. krankhaft minder durchbluteten Geweben (Knochen bzw.
Infektionen wie diabetischem Fuß,
Ulcus cruris) ermöglicht
die Wirkverstärkung
eine Therapie trotz nur geringer möglicher Konzentrationen.
- • Im
Liquorraum sind durch die natürliche
Blut-Hirn-Schranke nur geringe Wirkstoffkonzentrationen erreichbar,
deren Wirksamkeit mit geeigneten Feldern entsprechend erhöht werden
kann.
- • Durch
die Verstärkung
der Wirkung vieler Substanzen kann gegenüber der bisherigen Therapie
die Therapiedauer verkürzt
werden.
- • Bei
der Kultivierung von Zellen im Labor kann durch den Einsatz der
Felder das Zellwachstum gefördert werden,
ohne dass ein Wirkverlust der eingesetzten antimikrobiellen Substanzen
kommt.
- • Die
Resistenzentwicklung gegenüber
den Therapeutika läuft
verlangsamt ab.
