FI75495C - Apparat foer stimulering av biologiska processer relaterade till cellulaer aktivitet. - Google Patents

Description

1 75495

Laite biologisten, solutoiminnan yhteydessä esiintyvien prosessien stimuloimiseksi

Keksintö koskee menetelmää ja laitetta solujen toi-5 mintaan liittyvien biologisten prosessien stimuloimiseksi, nimenomaan kehon pinnassa olevien vammojen, esim. haavojen, haavautumien ja erilaisten epiteliaalisten vammojen parantumisen edistämiseksi, ja perustuu valon biostimuloi-van vaikutuksen käyttämiseen.

10 Yleisesti tiedetään, että elävän pinnan säteilyt- tämisellä lasersäteillä on biostimuloiva vaikutus. Tällä alalla on suoritettu kokeita jo vuodesta 1967 lähtien professori Endre Mesterin johdolla, ja aluksi vaatimattomilta näyttäneet olettamukset ovat tähän mennessä tuntu-15 vasti parantuneet. Lasersäteillä suoritettavasta hoitokä-sittelystä on myös olemassa hyvin paljon kirjallisuutta. Kokeiluja koskeva yhteenveto on julkaistu mm. professori Mesterin artikkelissa "Laser Application in Promoting of Wound-Healing" ("Lasersäteiden käyttö haavojen parantami-20 sen edistämiseksi"), joka sisältyy vuonna 1980 painettuun julkaisuun "Laser in Medicine" ("Lasersäteiden käyttö lääketieteessä") , julkaisija H.K. Koebner, Wiley-Interscience Pubi. 1980. Professori Mesterin toista työtä "Der Laser" ("Lasersäde") voidaan myös pitää tiivistelmänä hänen ko-25 keistaan (julkaisija K. Dinstl ja P.L. Fischer, Springer-

Verlag, 1981). Tässä yhteydessä on syytä huomauttaa, ettei lasersäteitä lukuunottamatta muilla, joko luonnollisella tai keinovalolla suoritetuilla käsittelyillä ole tähän mennessä todettu olevan biostimuloivaa vaikutusta.

30 Lasersäteilyn parantava vaikutus ilmenee lähinnä vaikeasti parannettavien ja hitaasti umpeutuvien haavojen sekä haavautumien hoidossa. On yleisesti tunnettua, että tällaisia kauan kestäviä haavautumia kehittyy melko usein sydän-verisuonitauteja poteville iäkkäille ihmisille. Vai-35 keitä haavoja kehittyy myös pitkäaikaisten makuuhaavojen seurauksena.

2 75495

Lasersäteilyä käytettäessä se suunnataan haavaan prisman, peilin tai kuituoptisen laitteen avulla ja haavan koko pinta käsitellään vastaavasti ohjatulla säteellä.

2 Säteen ominaisteho on 20-150 mW/cm ja suurin energiati- 2 5 heys noin 4 J/cm . Käsittely on tavallisesti jaksoittaista ja se uusitaan yleensä kaksi kertaa viikossa. Keskimääräinen parantumisaika on noin 10-12 viikkoa.

Monissa keskenään vastakkaisissa teorioissa pyritään selittämään lasersäteiden biostimuloivaa vaikutusta.

10 Kuitenkaan mikään näistä teorioista ei pysty antamaan tieteellisesti hyväksyttävää selitystä.

Julkaistujen tulosten perusteella lasersäteilyllä on laaja sovellutusalue. Käytännön kokemukset osoittavat kuitenkin, ettei sitä ole voitu soveltaa yleisesti niin 15 laajasti, kuin sen teho sinänsä edellyttäisi.

On useitakin syitä, joiden vuoksi po. käsittelyn yleinen soveltaminen ei ole päässyt täyteen vauhtiin.

Eräänä tällaisena syynä voidaan mainita, että laite, jolla voidaan jatkuvasti antaa sellaista lasersäteilyä, jolla 20 saadaan tarvittava teho ja halkaisijaltaan sopiva säde, on konstruktioltaan hyvin monimutkainen ja edellyttää erikois-valmistusta.

Tämän keksinnön tarkoitus on kehittää laite, jolla saadaan sellainen biostimuloiva vaikutus, joka vastaa ai-25 nakin lasersäteilyn vaikutusta ilman siihen liittyviä tek nisiä vaikeuksia.

Keksinnön mukaiselle, biologisen solutoiminnan yhteydessä esiintyvien prosessien stimuloimiseen soveltuvalle laitteelle on ominaista patenttivaatimuksen 1 tunnus-30 merkkiosassa mainitut seikat.

Tämän tehtävän ratkaisun lähtökohtana on se, että fysiologisessa tilassa solukalvon lipidikaksoiskerros vastaa nestekiteiden tilaa. Polaroidun valon ja nestekiteiden välisestä vuorovaikutuksesta on tunnettua, että tietyn 35 tehoalueen yläpuolella polaroitu valo voi saada aikaan muutoksen nestekiteiden tilassa. Oletetaan, että polaroi- ti 3 75495 tu valo# jolla on tietyt ominaisuudet, voi panna solukalvon lipidikaksoiskerroksen polaariset päät uuteen järjestykseen, tai että se voi saada aikaan tällaisen uudelleen-järjestäytymisprosessin. Lisäksi on oletettu, että tällai-5 nen sisäinen uudelleenjärjestely pystyy saamaan aikaan tuntuvan muutoksen soluprosesseissa, jotka ovat yhteydessä solukalvoon tai vaikuttavat sen kautta.

Keksintö lähtee siis siitä, että biostimuloiva vaikutus liittyy lähinnä polaroidun valon eikä lasersäteiden 10 käyttöön, ja että laserilla saadaan aikaan tällainen vaikutus vain sen vuoksi, että sekin on eräänlaista polaroi-tua valoa. Näin ollen myös tavallinen epäkoherentti valo voi saada aikaan biostimuloivan vaikutuksen edellyttäen, että se on lineaarisesti polaroitu.

15 Keksinnön mukaisella laitteella solujen toimintaan liittyviä biologisia prosesseja voidaan stimuloida nimenomaan kehon pinnassa olevien vammojen paranemisen edistämiseksi. Kyseessä ovat tällöin haavat, haavautumat ja erilaiset epiteliaaliset vammat. Keksinnön mukaisella 20 laitteella ao. patologista aluetta säteilytetään tietyn tehoisella valolla. Säteilytys tapahtuu lineaarisesti po-laroidulla valolla, jossa on aallonpituudeltaan 300 nm ylittäviä epäyhtenäisiä komponentteja.

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa säteilytettä- 25 vän valon erityinen säteily säädetään välille 20-150 mW/ 2 cm .

Parantamisprosessin kannalta on edullista, että säteilytys suoritetaan jaksoittain ja lisäksi, ettei valon 2 energiatiheys ylitä käsittelyn aikana 5 J/cm . Tällaisel-30 la energialla solukalvon uudelleenjärjestäytymisprosessi voi saavuttaa tietyn saturaation. Suuremmilla energiamäärillä ei todennäköisesti saada mitään lisäetuja.

Käsittelyyn käytettävän valokeilan tulisi sisältää lähinnä yhdensuuntaisia säteitä, joiden spektrinen jakau-35 tuma on jatkuva tai melkein jatkuva ainakin 400-700 nm:n aallonpituusalueella. Edullisesti sädekimpun poikkileik- 2 kaus on vähintään 3 cm .

4 75495

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa lampun taakse on järjestetty heijastinpinta, joka heijastaa taaksepäin suuntautuneet valonsäteet eteenpäin. Heijastinpinta voidaan tehdä ns. kylmänä peilinä, joka on edullisesti pal-5 lon tai pyörähdysparaboloidin muotoinen. Valonlähteenä voi olla tavallinen hehkulamppu tai mieluimmin metalliha-logeenilamppu.

Polarisaattorissa voi olla polaroidisuodatin, pei-lipolarisaattori tai Nicholsin prisma tai jokin muu sel-10 lainen laite, joka pystyy muodostamaan polaroituja valonsäteitä. Keksinnön mukainen laite sijoitetaan edullisesti putkikoteloon, joka on niin pitkä, että se pystyy vaimentamaan (suodattamaan) poikkeavat valonsäteet poikkeamakul-man ollessa yli 15°.

15 Heijastinpinnan taakse on sijoitettu tuuletin tar vittavan jäähdytyksen takaamiseksi.

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa valonohjaus-järjestelmä käsittää linssit. Silloin linssi ja päällyste on sijoitettu heijastinpinnan ja lampun eteen, jolloin 20 linssi ja päällyste ovat kulloinkin materiaalia, joka absorboi tai suuntaa ultravioletti- tai infrapunakompo-nentteja. Eräässä toisessa suoritusmuodossa heijastinpinta on taas pyörähdysparaboloidi, ja lamppu on sen polttopisteessä, jolloin heijastinpintaan, lampun eteen on kiin-25 nitetty puristelasilevy, jossa on pyöreä, pallomainen peilipinta.

Eräässä muussa suoritusmuodossa lamppu ja heijastinpinta on sijoitettu putkikotelon toiseen päähän ja pei-lipolarisaattori taas vastakkaiseen päähän. Peilipolari-30 saattorin taso on kalteva kotelossa etenevän ohjatun valokeilan optiseen akseliin nähden tason valonsäteiden tulo-kulman vastatessa Brewsterin kulmaa. Kotelon viereen on sijoitettu edullisesti vielä toinen kotelo. Koteloiden viereisiin sivuseinämiin on tehty reiät, joiden läpi peili-35 polarisaattorista heijastuneet valonsäteet menevät. Em. toisessa kotelossa on toinen peili, joka on sijoitettu heijastettujen valonsäteiden rataan ohjaamaan niitä yhden-

II

5 75495 suuntaisesti optisen akselin kanssa. On edullista, että tämän rakenteen toinen kotelo on ensimmäisen kotelon vieressä ja yhdensuuntainen sen kanssa, ja että heijastavan peilin ja peilipolarisaattorin välinen kulma on kaksi ker-5 taa Brewsterin kulman kömpiementtikulma.

Polarointitehon parantamiseksi on edullista, että peilipolarisaattorissa on useita tasoyhdensuuntaisia levyjä, jotka ovat mieluimmin läpinäkyvää lasia.

Polaroidulla valolla suoritettavan käsittelyn sti-10 muloivaa vaikutusta haavojen paranemiseksi voidaan havainnollistaa hyvin selostamalla niitä kokemuksia, joita on saatu sovellettaessa keksinnön mukaista laitetta vuosia kestäneiden, kroonisten haavojen käsittelyyn.

Käsittelyn vaikutuksesta krooniset haavat alkoivat 15 parantua. Ensin ne puhdistuivat, erite väheni ja lakkasi myöhemmin kokonaan. Verisuonien päät tulivat näkyviin haavojen pohjalla, minkä jälkeen epitelisoituminen alkoi haavojen reunoista. Parantumisprosessi oli yhtäjaksoinen, haavojen pohjat täyttyivät ja haavat paranivat joissakin 20 tapauksissa ruven muodostuttua niihin.

Haavaeritteestä ennen jokaista käsittelyä ja sen jälkeen otettujen pyyhkäisynäytteiden sytologisten tutkimusten perusteella polaroidulla valolla suoritetun sätei-lytyksen vaikutukset voidaan esittää seuraavana tiivistel-25 mänä.

Säteilytys lisäsi fagosytoosiin valmiiden terveiden leukosyyttien määrää nekroottisiin soluihin nähden.

Fagosyyttileukosyyttien määrän kasvun lisäksi myös fagosytoosin tehokkuus lisääntyi tuntuvasti, mikä voitiin 30 todeta sekä leukosyyttien fagosytoimien bakteerien tuntu vana lisäyksenä että terveiden ja fagosyyttileukosyyttien prosenttisen osuuden lisäyksenä koko leukosyyttimäärään verrattuna.

Muutamien käsittelyjen jälkeen immunologiseen "puo-35 lustukseen" osallistuvia soluja, nimenomaan eosinofiileja, lymfosyyttejä ja monosyyttejä, esiintyi otetuissa pyyhkäi-synäytteissä.

6 75495

Solujen sytoplasman jyvästen määrä ja laatu muuttuivat tuntuvasti käsittelyn aikana, mitä todisti selvästi havaittavien suurien jyvästen esiintyminen.

Po. pyyhkäisynäytteissä alunperin olematon tai tus-5 kin huomattava fibriinisäikeiden määrä moninkertaistui käsittelyn vaikutuksesta, ja alunperin heikot fibriinit, jotka pyrkivät hajoamaan, kasvoivat sekä pituudeltaan että vahvuudeltaan ja olivat usein kimppuina.

Käsittelyn vaikutuksesta eritteen immunoproteiinien 10 koostumus muuttui, mikä on myös todisteena humoraalisen suojelun alkamisesta ja toiminnasta. Polaroidulla valolla suoritettu säteilytys edisti immunoproteiinien määrällistä kasvua, luonnollisesti eriasteisena eri fraktioiden ollessa kyseessä. Suurin keskimääräinen kasvu todettiin immuno-15 globuliinissa M, eli noin + 85 %, ennen käsittelyä laskettuun keskiarvoon verrattuna, kun taas pienin lisäys, noin 21 %, oli immunoglobuliini A:n fraktiossa.

Em. biologiset vaikutukset liittyvät läheisesti vaihesiirtymään, joka kuuluu solukalvon lipidikaksoisker-20 roksen muodon muuttumiseen, ts. lipidikaksoiskerrokseen kohdistuneen polaroidun valon vaikutukseen. Tämä voidaan selittää olettamalla, että immuunien solujen lähellä olevat antigeenirakenteet pystyvät polaroidun valon vaikutuksesta antamaan tietyn immuunivasteen johtamalla ei-spesi-25 fisen vaikutuksen immuunisoluihin tai lisäämällä immuuni-solujen herkkyyttä, mikä voi edistää haavojen paranemista. Jos polaroitu valo muuttaa lymfosyyttien membraanirakennet-ta, niin toisaalta niiden reseptorien toiminta tehostuu, ja toisaalta membraanirakenteen muutos voi suoraan akti-30 voida syklistä adenosiinimonofosfaattia, mikä voi laukaista solun energiantuottoprosessin. Nämä molemmat vaikutukset voivat laukaista paikallisen immunologisen vaikutuksen.

Aiheutetun immuunivasteen aikana vapautuu sellaisia lymfokiineja, jotka pystyvät käynnistämään immunologisen 35 ketjureaktion. Tämä ketjureaktio käsittää makrofagien migraation estävän MIF-tekijän (Migration Inhibiting Factor), MCF-tekijän (Monocyte Chemotactic Factor), NCF-tekijän

II

7 75495 (Neutrophile Chemotactic Factor) ja ECF-tekijän (Eosino-phile Chemotactic Factor) käynnistymisen; nämä tekijät yhdessä vetävät monosyytit, neutrofiiliset granulosyytit sekä eosinofiilit sairaaseen kohtaan.

5 Tämän seurauksena em. solut kulkevat tälle tietyl le alueelle.

Membraanirakenteen muutosten johdosta SRF-tekijän (Skin Reaction Factor) määrä, joka lisää verisuonien läpäisevyyttä, kasvaa, joten verenkierto ja tällä tavoin 10 myös suojasolujen siirtyminen veressä haavakohtaan helpottuu. Em. tapahtumat edistävät sellulaarista immuunivastetta (T-lymfosyyttien, tappajasolujen avulla) ja humo-raalista immuunivastetta T-auttajasolujen avulla.

Solukalvon läpi tapahtuva siirtyminen helpottuu 15 myös sen johdosta, että välitilassa olevien hiukkasten alunperin epäsäännöllinen muoto tulee säännölliseksi po-laroidun valon synnyttämän sähkökentän vaikutuksesta. Uudelleenjärjestäytymisprosessia, joka syntyy sähkökentän vaikutuksesta, selostetaan esim. H.P. Schwanin ja L.D.

20 Sherin kirjoituksessa "Alternating Current Field-Induced Forces and Their Biological Implications" ("Vaihtovirta-kentän synnyttämät voimat ja niiden biologiset implikaatiot") , julkaisija J. Electrochem. Society, tammikuu 1969, sivut 22c-26c.

25 Edellä selostettujen vaikutusten perusteella voi daan todeta, että käytettäessä keksinnön mukaista laitetta, ts. polaroitua valoa, saadaan yleensä solutoimintaan liittyviin biologisiin prosesseihin tietty stimuloiva vaikutus ohjaamalla solukalvon käyttäytymistä.

30 Keksintöä selostetaan nyt esimerkinomaisten suori tusmuotojen avulla viittaamalla tällöin oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on yksinkertaistettu kaavioleikkaus keksinnön mukaisen laitteen ensimmäisestä suoritusmuodosta, 35 kuvio 2 on samoin kaavioleikkaus toisesta suoritus muodosta, 8 75495 kuvio 3 vastaa muuten kuviota 2, mutta valokeilan suunta on nyt päinvastainen, kuvio 4 esittää erästä muuta suoritusmuotoa, jossa polarisaattorina on Nicholsin prisma, 5 kuvio 5 on yksityiskohtainen pitkittäisleikkaus kuvion 1 laitteesta, kuvio 6 esittää ultravioletti- ja infrapunasuodatti-mien tyypillisiä siirtokäyriä, kuvio 7 havainnollistaa erilaisten polarisaatio-10 suodattimien siirtokäyriä, kuviot 8-16a, b ja c (c-osaa ei ole kaikissa kuvioissa) ovat mikrovalokuvia haavaeritteistä otetuista pyyhkäisynäytteistä ja havainnollistavat sytologista tilaa vastaavasti ennen käsittelyä ja sen jälkeen, 15 kuviot 17a ja b esittävät malleja immunoproteiini- fraktioiden mittaamiseksi näytteistä vastaavasti ennen käsittelyä ja sen jälkeen, ja kuviot 18-20 ovat erilaisia kaavioita ja esittävät haavojen pysty- ja vaakakokoja parantumisprosessin aikana. 20 Vaikkakin polaroitu valo voidaan saada aikaan mo nella eri tavalla, seuraavassa esitetään yhdistelmänä erityisolosuhteet ja niitä havainnollistetaan esimerkkisuori-tusmuodoilla, jotka on syytä huomioida käytettäessä pola-roitua valoa haavojen paranemisen stimuloimiseksi.

25 Kuviossa 1 nähdään kaaviona ensimmäinen suoritus muoto laitteesta, joka on konstruoitu polaroidun valon aikaansaamiseksi. Laitetta voidaan käyttää haavojen parantamiseen liittyvässä käsittelyssä. Lampun 10 synnyttämä valonlähde liittyy kiinteästi heijastuspintaan 11, joka 30 suuntaa taaksepäin hajotetun valon akselin suunnassa eteenpäin. Jos lamppu 10 tehdään pistevalolähteenä tai melkein pistevalolähteenä, ja jos heijastinpinta 11 on muodoltaan pyörähdysparaboloidi, niin suurin osa valonsäteistä liikkuu yhdensuuntaisesti optisen akselin kanssa. Lamppu 10 35 on tällöin sijoitettava heijastinpinnan 11 polttopisteeseen.

Il 9 75495

Seuraava elementti akselin suunnassa lampun 10 takana on infrapunasuodatin 12, jolla suodatetaan lampun 10 synnyttämät infrapunakomponentit. Eteenpäin heijastuneiden infrapunakomponenttien suodattaminen saadaan tehokkaammaksi, 5 jos heijastinpinta 11 on kylmä peili, joka heijastaa kaikki näkyvät komponentit. Heijastuskerroin on infrapuna-alueel-la vain noin 20 %, kun taas noin 80 % takana olevista infrapunasäteistä pääsee menemään läpi. Infrapunasuodatin 12 voi olla tavanomaista valokuvauksessa käytettyä tyyppiä.

10 Kuviossa 6 nähdään siirtokäyrät tavallisen suodat timen aallonpituuden funktiona (käyrä IRF). Infrapunasuo-dattimen 12 käyttö on katsottu välttämättömäksi, koska käsiteltävään pintaan kohdistuva lämpökuormitus saattaisi aiheuttaa negatiivisia vaikutuksia ilman infrapunakompo-15 nenttien suodattamista. Käsittelyn aikana potilaan ihoon kohdistuvan, pääasiassa näkyvän valon säteilyn valovirta- 2 tiheyden tulisi olla noin 20-150 mW/cm .

Valonheijastusjärjestelmän 13 tehtävänä on suunnata lampun 10 valo yhdensuuntaisesti optisen akselin kans-20 sa muodostamalla mahdollisimman yhtenäinen kolmiulotteinen jakautuminen. Heijastusjärjestelmä 13 voidaan konstruoida tavanomaisista optisista linsseistä, mutta lamppua 10 ja siihen liittyvää heijastinpintaa 11 voidaan pitää myös eräänlaisena heijastusjärjestelmänä 13, mikäli ne yhdessä 25 pystyvät muodostamaan tarvittavat aksiaaliset valonsäteet. Laitteessa on putkikotelo 14, jonka pituutta lisäämällä ne säteet, jotka eivät etene yhdensuuntaisesti optisen akselin kanssa, voidaan tukahduttaa (suodattaa). Ei ole siis välttämätöntä, että laite 13 koostuu linsseistä. Linssien 30 pieni valovoima ja suhteellisen suuri valon heijastuminen ovat nimittäin linssejä käyttävien suoritusmuotojen epäkohtia. Suuremman absorption vuoksi olisikin käytettävä tehokkaampia lamppuja, jotta saataisiin etukäteen määrätty valoteho. Kuitenkin lampun teho olisi toisaalta pyrit-35 tävä pitämään mahdollisimman pienenä jäähdytysprobleemien minimoimiseksi.

10 75495

On tunnettua, että ihmiskeho on herkkä ultraviolettivalolle. Herkkyys on vielä suurempi sairaiden kudosten ja haavoja käsittävän ihon ollessa kysymyksessä, joten valossa ei saisi olla lainkaan ultraviolettikomponentteja; 5 nämä eliminoidaan tehokkaasti suodattimena 15. Vaikka spektrin ultraviolettialue suodatetaankin lasilinsseillä, on niiden yhteydessä edullista käyttää erillistä ultra-violettisuodatinta 15. Spektrin ultraviolettialueen täydellinen absorptio on erittäin tärkeää nimenomaan sellai-10 sissa suoritusmuodoissa, joissa ei ole linssejä.

Kuviossa 6 käyrä UVF esittää yleisesti valokuvauksessa käytetyn ultraviolettisuodattimen läpäisyominaisuuk-sia. Ultraviolettivalon absorptio saadaan vielä tehokkaammaksi, jos ultraviolettisuodatin 15 on keltainen suodatin, 15 jota käytetään yleisesti valokuvauksessa. Tällöin näkyvän valon määrä saadaan pienemmäksi lähinnä lyhyillä aallonpituuksilla. Kuvion 6 käyrä YF esittää tyypillisen keltaisen suodattimen läpäisyominaisuutta.

Lineaarisesti polaroitu valo saadaan aikaan polari-20 saatiosuodattimella 16 (kuvio 1), joka on sijoitettu valokeilaltaan. Suodatin 16 voidaan valmistaa yleisesti valokuvauksessa käytetystä polarisaatiolevysuodattimesta. Kuvion 7 käyrä PF esittää tällaisen polarisaatiosuodattimen läpäisevyyttä. Polarisaation riippuvuus aallonpituudesta 25 voidaan määrätä ns. siirtymäominaisuuksien (cross-over characteristics) avulla. Tätä varten kaksi polarisaatio-suodatinta, joilla on vastakkaiset polarointisuunnat, sijoitetaan peräkkäin niin, että vastakkaisiin suuntiin po-laroidut valonsäteet eliminoivat toisensa. Tällainen siir-30 tymäominaisuus nähdään kuvion 7 käyrässä CR. Voidaan todeta, että infrapuna-alueella (aallonpituudella noin 800 nm) suodattimien em. eliminointi-ilmiö loppuu, mikä merkitsee taas sitä, että tällaiset suodattimet eivät polaroi spektrin infrapunaosaa.

35 Kuvion 2 mukaisessa suoritusmuodossa lamppu 10, hei- jastinpinta 11 ja linssi 17 synnyttävät optisen akselin kanssa yhdensuuntaisia valonsäteitä.

il „ 75495 11

Linssissä 17 on kaksi osaa, nimittäin runko 20 ja päällyste 21. Linssin runko 20 voidaan tehdä infrapuna-absorption synnyttävästä lasista, jolloin päällysteen 21 pitäisi olla ultraviolettisuodatin. Rungon 20 ja päällys-5 teen 21 toiminnot voidaan myös vaihtaa keskenään, jolloin runko 20 muodostaa UV-absorption ja päällyste on tehty infrapunaista absorboivasta materiaalista.

Valonsäteet, jotka etenevät akselin suunnassa putki-kotelossa 14, muuttuvat polaroiduksi valoksi peilien avul-10 la (kuvio 2). Peilipolarisaattori 22 on sijoitettu koteloon 14 etäälle lampusta 10 ja kaltevaan tasoon, jossa aksiaalisten säteiden tulokulma on 55°. Valo heijastuu polarisaattorista 22 vinosti kuviossa 2 katkoviivoilla esitettyyn suuntaan ja kohtaa toisen peilin 23, joka on yhden-15 suuntainen peilipolarisaattorin 22 kanssa. Peili 23 on sijoitettu koteloon 24, joka on kiinnitetty koteloon 14. Heijastuneet valonsäteet menevät koteloiden 14 ja 24 viereisiin sivuseinämiin tehtyjen reikien 25 ja 26 läpi. Peili 23 heijastaa valonsäteet tällöin akselin suuntaan. Ko-20 telo 24 on suljettu lasilevyllä 27, joka sekä suojaa sen sisäosat pölyltä että saa aikaan ultraviolettisuodatuksen. Fysiikasta tiedetään, että tulevaan valoon nähden sopivaan kulmaan sijoitetut peilit pystyvät synnyttämään polaroitua valoa sekä näkyvillä että infrapuna-alueilla.

25 Kuvion 3 mukaisessa laitteessa lamppu 10 on liitet ty palloheijastinpintaan 11, jonka edessä on kokoojalins-si 28. Heijastinpintana 11 on kylmä peili niin, että osa infrapunasäteistä suuntautuu näkyviin säteisiin nähden vastakkaiseen suuntaan lampun 10 takana olevaan tilaan. Tä-30 hän takatilaan on sijoitettu tuuletin 29, joka suorittaa sekä lampun 10 että putkikotelon 14 jäähdyttämisen. Jääh-dytysilma tulee ulos tuuletusrei'istä 30.

Kuvion 3 suoritusmuoto eroaa kuvion 2 suoritusmuodosta myös siinä, että valonlähde on sijoitettu kotelon 14 35 oikealle puolelle, ja että tulevien ja lähtevien valonsä- ,2 75495 teiden suunnat ovat päinvastaiset. Tässä suoritusmuodossa polarisaattori on tehty useista, tavallisesta läpinäkyvästä lasista valmistetuista tasoyhdensuuntaisista levyistä, jotka ovat keskenään yhdensuuntaiset ja kaltevat tulevan 5 valon suuntaan nähden. Valon tulokulma vastaa tunnettua

Brewsterin kulmaa, joka on 57°, ja kerroksista 31 heijastunut valo koostuu yhdessä tasossa polaroiduista komponenteista. Tasoyhdensuuntaisten kerrosten 31 heijastuspinto-jen lukumäärä on kaksinkertainen levyjen määrään verrattu-10 na. Noin 30 % tulevasta valosta heijastuu, jos levyrakenteessa on neljä levyä. Heti kotelon 14 alla on toinen kotelo 32, joka on koteloa 14 pienempi ja liittyy siihen kiinteästi. Koteloiden 14 ja 32 yhteinen seinämä rajaa reiän 33, joka on kooltaan sellainen, että jokaisesta po-15 larisaattorin levystä heijastuneet valonsäteet pääsevät menemään läpi.

Kalteva peili 34 on sijoitettu reiän 33 läpi menevien heijastuneiden valonsäteiden rataan siten, että säteiden tulokulma on myös 57°. Peili 34 heijastaa tulevat 20 valonsäteet radassa, joka on yhdensuuntainen lampun 10 lähettämien säteiden kanssa, mutta suunnaltaan vastakkainen.

Tällä tavoin heijastetut säteet 35 menevät kotelon 32 läpi ja tulevat ulos sen oikeanpuoleisesta päästä. Se on suljettu levyllä 36, joka on ultraviolettisuodatin. Ku-25 viossa 7, käyrä PR, on esitetty tämäntyyppisen polarisaattorin läpäisyominaisuudet. Tällöin voidaan todeta, että polarisaattorit synnyttävät polaroitua valoa myös infra-puna-alueella, jolloin ei tarvita infrapunasuodatinta. Suuremman polaroidun spektrialueen ansiosta tarvittava po-30 laroitu valovoima voidaan saada aikaan paljon pienemmällä lampun teholla infrapunasuodattimen käsittäviin rakenteisiin verrattuna. Pienempi voima synnyttää luonnollisesti vähemmän lämpöä, jolloin painekiertojäähdytintä ei tarvita.

Kuvion 3 laitteessa valon rata on melkein kaksi ker-35 taa laitteen kokonaisrakennepituus valonsäteiden takaisin-suuntauksesta johtuen. Tällainen suurempi pituus vähentää il ,3 75495 lähtevien valonsäteiden 35 poikkeamaa, koska putkikotelo vangitsee poikkeavat säteet. Kotelon sisäpinta on edullista varustaa valoa absorboivalla mustalla pinnalla. Toisena etuna voidaan mainita, että lampun 10 käsittävän kote-5 lon 14 poikkileikkauspinta on kotelon 32 poikkileikkaus-pintaa suurempi niin, että tiettyä poistuvan säteen poikkileikkausta varten voidaan käyttää suurempaa lamppua, mikä on taas lämpötalouden kannalta edullista. Tuuletinta 29 ei välttämättä tarvita, mutta sitä suositellaan ai-10 nakin suurempia tehoja käytettäessä.

Potilaalle annettavan käsittelyn aikana valonsäteiden suuntaa joudutaan usein muuttamaan. Tämä tapahtuu tukiosalla 37, joka on kiinnitetty koteloon 14 tai 32, ja puristetaan konsoliin (ei kuviossa). Konsoli käsittää 15 jo ennestään tunnetut kiinnitys- ja ohjausmekanismit, joilla valonsäteet pystytään säätämään halutulla tavalla ja myös haluttuun asentoon.

Lisäksi on huomattava, että kuvion 3 mukainen suoritusmuoto toimii ilman toista peiliä 34 ja koteloa 32.

20 Tällöin polaroidut säteet tulevat reiän 33 läpi alaspäin kaltevassa suunnassa. Kotelon 14 asentoa voidaan säätää niin, että polaroidut säteet saadaan mihin suuntaan tahansa, myös vaaka- ja pystysuuntaan.

Kuvion 4 suoritusmuodossa valonlähde on erikoisra-25 kenteinen ja pystyy synnyttämään säteet suunnilleen yhdensuuntaisesti akselin kanssa. Lamppu 10 on sijoitettu heijastinpinnan 11 polttopisteeseen; heijastinpinta on nyt pyörähdysparaboloidin muotoinen. Lampun 10 eteen on heijastinpintaan 11 kiinnitetty puristelevy 38. Kuperak-30 si muodostetun puristelasilevyn 38 ulkopuoli on pallon muotoinen, jonka lampun puoleisella sivulla on peilipinta 39, joka heijastaa tulevat valonsäteet lampun 10 keskiosaan. Lamppua onkin pidettävä nyt pistevalolähteenä. Peilipinnan 39 sisäreunassa oleva puristelasilevy 38 on 35 hieman kupera, ja sisäosa on läpinäkyvää lasia. Puriste-lasilevy 38 voidaan tehdä infrapuna- ja/tai ultraviolet-tisuodattimeksi.

,4 75495 Tämän rakenteen ansiosta vain ne valonsäteet, jotka ovat akselin kanssa likipitäen yhdensuuntaiset, pääsevät menemään levyn 38 läpinäkyvän keskiosan läpi. Rengas 41 kiinnittää puristelasilevyn 38 heijastinpintaan 11.

5 Peili 39 on konstruoitu normaaliksi heijastuspin- naksi, mutta heijastinpinta 11 on edullista tehdä kylmänä peilinä.

Kuvion 4 esittämän kompaktin säteilylaitteen oletetaan sopivan parhaiten polaroitua valoa käyttäviin käsitit) telyihin, koska tällöin ei tarvita erillistä valoa ohjaavaa (poikkeuttavaa) optista järjestelmää.

Kuvion 4 polarisaattori on sinänsä tunnettu Nic-holsin prisma, jossa on kaksi kalsiittiprismaa. Ne on hiottu ja liitetty yhteen kanadanpalsamilla. Kuviossa 4 näky-15 vä kulma 43 on 66°.

Nicholsin prisma 42 on kiinnitetty koteloon 14 kiinnityslevyillä 44 ja 45. Levyssä 45 on lasilevyllä 46 suljettu etuaukko, levy 46 voi olla infrapunasuodatin.

Kuvio 5 on yksityiskohtainen piirustus polaroitua 20 valoa synnyttävästä lähteestä, jonka rakenne vastaa kuvion 1 periaatetta. Tässä rakenteessa lamppu 10 ja heijastin 11 ovat kylmäpeilityyppisiä lamppuja, joiden ympärillä on jäähdytysrivoilla varustettu putki 50. Lamppu 10 on kiinnitetty keraamiseen istukkaan 51, joka on puristettu osaan 25 52. Tämä on yhdessä kiinnityspohjan 37 kanssa kiinnitetty putken 50 alaosaan ruuviliitoksella. Levy 53, jossa on tuu-letusreiät, muodostaa putken 50 takakannen. Levyn 53 keskellä on ontto ruuvialusta sähköjohtoiiitäntöjä varten sekä tuki 54 tuulettimen 29 kiinnittämiseksi.

30 Adapteriholkki 55, jossa on tuuletusreiät, on lii tetty jäähdytysrivat käsittävän putken 50 etupäähän, joka on liitetty hoikkiin 56 kierreliitäntänä. Holkki 56 tukee sisäpuolella linssinpidintä 57, johon linssi 58 on kiinnitetty. Hoikin 56 jatkeena on ontto suodatintuki 59, jonka 35 avonainen yläosa on peitetty kansilevyllä 60. Tämä on kiinnitetty paikalleen irrotettavana rakenteena. Suodatin-

II

15 75495 tuessa 59 on useita suodattimen kiinnityslovia, tässä suoritusmuodossa 4 kpl. Kun kansilevy 60 irrotetaan, suodattimet voidaan työntää suodatintuen 59 vastaaviin loviin, tai suodatin voidaan tarvittaessa vaihtaa. Kuviossa 5 inf-5 rapunasuodatin 61 ja polarisaatiosuodatin esitetään suodat timien putkikiinnittimen loviin sijoitettuina. Putkimainen linssinpidin 63 on liitetty suodatintukeen 59 siten, että ultraviolettisuodatin 64 voidaan työntää ao. liitoskohtaan. Linssinpidin 63 pitää toisen ja kolmannen linssin 65 ja 66 10 paikoillaan.

Kuvion 5 laitteella saadaan polaroituja valokeiloja/ joiden halkaisija on noin 35-40 mm ja jotka ovat likipitäen yhdensuuntaisia optisen akselin kanssa. Lähetetty valo tulee aallonpituuksien näkyvälle alueelle, ja sen 15 ultravioletti- ja infrapunakomponentit suodatetaan tehok kaasti .

Kuvioiden 1-5 suoritusmuotojen perusteella voidaan todeta, että haavojen paranemisen stimuloimiseksi tarvitaan näkyvää valoa synnyttävä erityisvalonlähde, valosta 20 on suodatettu tällöin ultravioletti- ja infrapunakomponen tit. Lähetetty valo etenee lähinnä yhdensuuntaisena keilana, joka jakautuu tasaisesti. Keilan valovoima ei saa ylit- 2 tää noin 150 mW/cm ja valon tulee olla lineaarisesti po-laroitua.

25 Edellä selostettujen suoritusmuotojen yksityiskoh tia voidaan luonnollisesti käyttää myös muissa yhdistelmissä. Esimerkiksi kuvion 4 valonlähdettä voidaan käyttää kuvion 1 suoritusmuodossa. Tällöin ei kuitenkaan tarvita ohjausjärjestelmää 13. Polaroitua valoa synnyttävä valon-30 lähde ei ole siis rajoitettu yksinomaan em. esimerkkisuo- ritusmuotoihin.

Seuraavassa esimerkissä selostetaan ehdotetun sätei-lylaitteen käyttöä ja tällöin saatuja kokemuksia.

Polaroidun valon vaikutuksen esittämiseksi käsitel-35 tiin sellaisia potilaita, joiden anamneesien perusteella haavojen parantamiseen oli käytetty jo kaikkia perintei- 16 75495 siä terapiatyyppejä, joilla ei kuitenkaan päästy edes tilapäiseen paranemisvaiheeseen. Kaikkiaan käsiteltiin 23 potilasta, joiden sairauksien etiologinen jakautuma oli seu-raava: 7 potilaalla oli ulcus cruris diabeettisen verisuo-5 nitaudin seurauksena, arteriosclerosis obliterans aiheutti sairauden 6 tapauksessa ja 6 tapauksessa taas suonikohjui-suus tai verisuonitukoksen jälkeinen oireyhtymä. Kolmella potilaalla oli makuuhaavoja ja yhdellä potilaalla oli sairaskertomuksen taustana krooninen luuydintulehdus.

10 Ennen polaroidulla valolla suoritettua käsittelyä käytettiin tavanomaista terapiaa. Polaroituun valoon perustuva käsittely aloitettiin, kun tavanomaiset terapiamuodot olivat epäonnistuneet. Vain vaikeimmat tapaukset mainitaksemme, eräällä potilaalla oli ollut yli 35 vuotta parantu-15 maton haava ja useiden potilaiden haavat olivat 5-20 vuotta vanhoja.

Käsittely keksinnön mukaisella laitteella aikaansaadulla polaroidulla valolla suoritettiin kerran päivässä.

2

Haavoihin suunnattiin noin 4 cm suuruinen kohdevalo ja 20 keskimääräinen säteilyvoima oli noin 80 mW/cm . Valon spektri oli 300-700 nm. Spektrijakautuma ei käsittänyt erillisiä erityisen säteilyn komponentteja. Käsittelyn pituus valittiin niin, että haavan pintaan kohdistunut keskimää- 2 räinen säteily oli 4 J/cm . Kun käsiteltävä alue oli sä-25 teiden poikkileikkausta suurempi, valonlähdettä siirrettiin jaksoittain niin, että säteily kohdistui haavan reunoihin ensin kehän suunnassa; haavan sisäosan säteilytys tapahtui ympyränmuotoisella, sisäänpäin suunnatulla liikkeellä. Käsittelyn normaali kestoaika oli 1-2 minuuttia 30 valon lähteen jokaisessa eri asennossa.

Ennen jokaista käsittelyä ja sen jälkeen haavan eritteestä otettiin pyyhkäisynäytteet, jotka preparoitiin mikroskooppitarkastusta varten käyttämällä fiksaatiotek-niikkaa ja May-Grtindwald-Giemsa -menetelmää. Käsittelyn 35 edetessä, jolloin erite väheni asteettain ja loppui, pyyhkäisynäytteitä ei voitu enää preparoida.

17 7 5495

Pyyhkäisynäytteiden lisäksi otettiin myös suurempia näytteitä haavan eritteestä - silloin kun tämä oli mahdollista - niin että voitiin määrittää proteiinien, nimenomaan immunoproteiinien koostumus seerumissa.

5 Polaroidulla valolla käsittelyn aikana potilaille ei annettu lainkaan antibiootteja ja vain kuivia siteitä käytettiin.

Haavoista ennen jokaista käsittelyä ja sen jälkeen otettujen pyyhkäisynäytteiden sytologisen tutkimuksen pe-10 rusteella tultiin seuraaviin yleistuloksiin: a) Bakteriofagosytoosiin soveltuvien terveiden leukosyyttien suhde nekroottisiin soluihin nähden lisääntyi tuntuvasti polaroidulla valolla suoritetun säteilytyksen seurauksena. Tutkituissa tapauksissa po. suhteen lisäys 15 vaihteli melkoisesti. Joissakin tapauksissa, jolloin pyyh-käisynäytteessä ei ennen käsittelyä ollut lainkaan leukosyyttejä, terveiden leukosyyttien suhde nekroottisiin soluihin nähden kasvoi suhteeksi 50 % : 50 % heti käsittelyn jälkeen preparoidussa pyyhkäisynäytteessä.

20 Polaroidulla valolla suoritettu säteilytys edisti terveiden leukosyyttien pääsyä haavan pintaan. Po. suhteen lisäys terveiden leukosyyttien hyväksi voitiin todeta melkein kaikissa näytteissä. Se oli kuitenkin erittäin korkea erään sarjan ensimmäisten käsittelyjen jälkeen.

25 Useimmat pyyhkäisynäytteen leukosyyteistä olivat neutrofiili-granulosyyttejä, jotka muodostavat elimistön solujen puolustusmekanismin perustan. Kyseessä on tällöin alkeellisin suojamuoto. Neutrofiiligranulosyytit "uhraavat" itsensä ja "nielevät" bakteereita elimistön suojaamiseksi. 30 Bakteriofagosytoosin tehokkuuden mittana on yhden neutro-fiiligranulosyytin "nielemien" bakteerien määrä.

Kuviot 8a, 8b, 9a ja 9b esittävät näitä ilmiöitä. Kuviossa 8a on pyyhkäisynäyte, joka on otettu ennen käsittelyä. Siinä näkyy paljon solunulkoisia bakteereita.

35 Suurin osa leukosyyteistä on tällöin nekroottisia soluja. Kuviossa 8b esitetään tilanne käsittelyn jälkeen. Solun- ie 75495 ulkoiset bakteerit ovat tuntuvasti vähentyneet ja kuvassa näkyy lähinnä terveitä leukosyyttejä.

Kuviossa 9a on toisenlainen pyyhkäisynäyte, jossa nekroottisten solujen määrä oli ennen käsittelyä suuri.

5 Kuviossa 9b on tilanne käsittelyn jälkeen; terveitten solujen määrä on tuntuvasti lisääntynyt.

b) Fagosytoosin tehokkuus on myös lisääntynyt. Terveiden fagosyyttileukosyyttien suhteen kasvamisen lisäksi fagosytoosin tehokkuus on myös parantunut polaroidulla va-10 lolla suoritetun säteilytyksen seurauksena. Suhteellisen hidas bakteriofagosytoosi ennen käsittelyä, mikä merkitsi sitä, että yksi solu "nieli" vain noin 8-10 bakteeria, tehostui jatkuvasti, ja leukosyytit fagosytoivat 80-100 bakteeria käsittelyn aikana.

15 Fagosytoosin tehokkuudelle on myös tunnusomaista fagosytoivien leukosyyttien prosentuaalinen suhde terveiden leukosyyttien kokonaismäärään nähden. Vain 5-10 % terveistä leukosyyteistä oli fagosyyttejä ennen käsittelyä, mutta käsittelyn jälkeen vastaava suhde oli jo 50-60 %.

20 Nämä kaksi ilmiötä ovat erittäin tärkeitä parantu misen alkuvaiheessa, koska lähinnä solunulkoiset bakteerit estävät haavojen paranemisen.

Terveiden leukosyyttien ilmestyminen eritteeseen ja molemmat bakteriofagosytoosin tehostamistyypit edistä-25 vät solunulkoisten bakteerien tuhoamista.

Kuviossa 10a nähdään ennen käsittelyä tilanne, jossa vain muutamat solut fagosytoivat, ja kukin solu "nielee" vain muutaman bakteerin. Kuvassa 10b on tilanne käsittelyn jälkeen. Fagosyyttien määrä ja myös jokaisen so-30 lun "nielemien" bakteerien määrä on kasvanut tuntuvasti.

Huomattava tehostuminen voidaan nähdä myös kuvioissa 11a ja 11b, jotka havainnollistavat vastaavia tilanteita ennen säteilytystä ja sen jälkeen. Käsittelyn jälkeen otetut pyyhkäisynäytteet osoittavat myös solunulkoisten bak-35 teerien häviämisen.

li 19 75495 c) Polaroidulla valolla suoritetun käsittelyn johdosta elimistön immunologinen (humoraalinen) puolustusmekanismi käynnistyy ja tehostuu.

On tunnettua/ että plasmasolut, lymfosyytit ja mo-5 nosyytit suorittavat tämäntyyppistä puolustustoimintaa bakteereita vastaan. Nämä leukosyyttityypit kehittävät bakteereita tappavia immunoproteiineja. Näiden solujen ilmestyminen merkitsee siis sitä, että elimistö mobilisoi syvempiä immunologisia mekanismeja haavan parantamiseksi 10 ja bakteerien tappamiseksi.

Ennen säteilytystä otettu pyyhkäisynäyte sisälsi yleensä vain neutrofiiligranulosyyttejä. Käsittelyn jälkeen esiintyi myös muita sellaisia leukosyyttityyppejä, jotka pystyivät saamaan aikaan tehokkaamman humoraalisen 15 suojamuodon. Tällaisia soluja ovat esim. eosinofiilit, lymfosyytit ja monosyytit.

Useissa tapauksissa näitä soluja esiintyi jo muutaman käsittelykerran jälkeen. Näiden solujen esiintymis-suhde muihin soluihin nähden vaihteli tapauksittain. Oli 20 myös sellaisia tapauksia, ettei leukosyyttien joukossa ollut ennen käsittelyä lainkaan lymfosyyttejä, mutta käsittelyn päätyttyä niiden määrä oli jo 4-10 %. Käsittelykertojen lisääntyessä lymfosyyttejä voitiin todeta eritteessä jo ennen seuraavan päivän käsittelyä, mutta niiden suhde 25 oli ennen käsittelyä esim. vain 2 % ja käsittelyn jälkeen jo 20 %.

Sama ilmiö todettiin eosinofiiligranulosyyttien kohdalla, joiden suhde kasvoi alkuperäisestä 0 %:sta 1-5 %:n lukemaan ja käsittelyn myöhäisemmässä vaiheessa 1 %:sta 30 20 %:in. Vastaava monosyyttien prosenttisen osuuden lisäys todettiin 0 %:n lähtölukemasta käsittelyn jälkeiseen 5 %:n lukemaan ja myöhemmässä vaiheessa 3 %:sta 5 %:in.

Elimistön immunologisen puolustuksen muodostavat solut ilmestyivät yleensä toisen tai kolmannen käsittelyn 35 jälkeen, mutta niiden tuntuva määrällinen kasvu voitiin todeta yleensä vasta 7.-9. käsittelyn aikana tai niiden 20 754 9 5 jälkeen. Kuitenkin näiden solujen esiintyminen vakiintuu vasta 15.-20. käsittelyn jälkeen. Siihen saakka po. solujen määrä väheni aina peräkkäisten käsittelyjen välillä.

Oli siis saatu selviä todisteita parantumisproses-5 sista. Tämä onkin erittäin tärkeä toteamus, koska ennen ensimmäistä käsittelyä ei po. puolustusleukosyyttejä ollut koepotilaitten eritteissä.

Kuviossa 12a nähdään eräs tilanne ennen käsittelyä. Kuviossa näkyy paljon solunulkoisia bakteereja ja hidas 10 bakteriofagosytoosi. Neutrofiiligranulosyyttejä lukuun ottamatta muita leukosyyttejä ei ole. Kuviossa 12b nähdään tilanne käsittelyn jälkeen. Kuviossa näkyy nyt muutamia lymfosyyttejä, ja solunulkoiset bakteerit ovat hävinneet kokonaan. Myöhemmän käsittelyn jälkeen näkyy myös 15 monosyyttejä (kuvio 12c). Kuviossa 12c on myös fibriini-säikeitä. Vastaavasti kuvio 13a havainnollistaa sellaista tilannetta ennen käsittelyä, jossa granulaatio on pieni. Vain neutrofiiligranulosyyttejä näkyy. Käsittelyn jälkeen esiintyy myös yksi eosinofiili (kuvio 13b). Peräkkäisten 20 käsittelyjen jälkeen näkyy jo paljon eosinofiilejä (kuvio 13c). Kuviossa 14a on lymfosyyttejä jo ennen käsittelyä, ja niiden määrä kasvoi huomattavasti käsittelyn jälkeen (kuvio 14b).

Voidaan todeta, että aluksi neutrofiiligranulosyyt-25 tien määrä ja toiminta lisääntyy kroonisessa, vaikeasti hoidettavassa haavassa. Jälkeenpäin tai osaksi samanaikaisesti ilmestyy soluja, jotka tarjoavat tehokkaampia suoja-muotoja. Kun nämä suojamekanismit tulevat suhteellisen vakaiksi, huomattava paranemisprosessi alkaa haavassa.

30 d) Immunologisen suojan kehittyminen voidaan tode ta solujen sytoplasmassa olevien jyvästen laadun ja määrän muuttumisen avulla, joka tapahtuu käsittelyn vaikutuksesta.

Granulaatio käsittää lysosomientsyymit, jotka voi-35 vat liuottaa kaikkia erilaisia orgaanisia aineita, joita tarvitaan suojaksi bakteereita vastaan, ja tietyn, suuri-

II

21 75495 kokoisen granulaation esiintyminen on todisteena tällaisten entsyymien määrällisestä kasvusta ja esiintymisestä.

Kuviot 15a ja 15b esittävät granulaation määrässä ja laadussa tapahtuneita muutoksia, jotka johtuvat pola-5 roidulla valolla suoritetusta käsittelystä. Ennen käsittelyä neutrofiiligranulosyyttien granulaatio oli heikko, tuskin huomattava. Kuvion 15b esittämässä, käsittelyn jälkeisessä tilassa solujen sytoplasmassa voidaan havaita jo tietty, suurirakeinen ja selvästi näkyvä granulaatio.

10 e) Käsittelyn jälkeisessä pyyhkäisynäytteessä esiin tyvät harvalukuiset fibriinit ovat ohuita ja pyrkivät ha-j aantumaan.

Fibriinien esiintymistä voitiin muutamassa ensimmäisessä käsittelyssä tuskin havaita. Polaroidulla valol-15 la suoritetun käsittelyn johdosta fibriinien määrä moninkertaistui käsittelyä edeltäneeseen tilanteeseen verrattuna. Fibriinit muodostuvat tällöin pitkiksi, paksuiksi ja yhdensuuntaisiksi suoriksi säikeiksi, jotka ovat usein nippuina. Tämä voidaan todeta kuvioista 16a ja 16b. Niissä 20 on pyyhkäisynäytteitä, jotka on otettu vastaavasti ennen käsittelyä ja sen jälkeen. Polaroidulla valolla suoritetun käsittelyn vaikutusta eritteen immunoproteiinien koostumukseen on myös tutkittu. Koostumusmittaukset suoritettiin immunoelektroforeettista tekniikkaa käyttäen. 0,4 μΐ 25 määrä eritettä tarvittiin jokaista analyysiä varten näytteiden preparoimiseksi erikoisvalmisteisella, immunologisia testejä varten tarkoitetulla levyllä; kahdeksan erilaista proteiinia voidaan tavallisesti mitata samalla levyllä. Jokaisella levyllä on standardinäyte, jossa yksit-30 täiset alueet, jotka kuuluvat kuhunkin fraktioon, tunnetaan. Tämän vuoksi mittauksella voidaan saada sekä suhteellisia että myös absoluuttisia arvoja.

Immunoelektroforeesin aikana eri proteiinifraktiot erottuvat. Vastaavien alueiden suhteet esittävät fraktioi-35 den määrällisiä suhteita. Panemalla testilevy piirtoheit-timeen ja rajaamalla jokaisen fraktion ääriviivat käyttäen 22 75495 samaa suurennusastetta voidaan saatujen alueiden koko määrittää planimetrin avulla. Sitten fraktioiden määrät lasketaan suhteessa standardialueisiin. Tällaiset rajatut ääriviivat nähdään kuvioissa 17a ja 17b ennen käsittelyä 5 ja sen jälkeen. Niissä esitettyihin komponentteihin liit tyvät luvut ilmoittavat ao. alueiden suhdeluvut.

Mittausten aikana kolmen potilaan eritteen immuno-proteiinien koostumus analysoitiin ja näytteet otettiin ennen ao. sarjan jokaista käsittelyä sekä sen jälkeen.

10 Käsittelyn vaikutus heijastuu koostumuksen muutoksen suu ruuteen. Taulukossa 1 nähdään kolmen potilaan A, B ja C immunoproteiinifraktioiden prosenttiset muutokset kunkin käsittelyn tuloksena. Puuttuvat luvut (taulukon vapaat kohdat) merkitsevät sitä, että käsittelyä varten käytettä-15 vänä ollut pieni määrä eritettä ei riittänyt ao. komponen tin mittaamiseen. Potilaan C kohdalla oli haavan nopeasta paranemisesta johtuen käytettävissä riittävästi eritettä vain muutaman käsittelyn ajaksi.

Il 23 75495 I i ° 8 § m s i2 o OOO ΦΟΟ c ω o o o o g

53 O H rH H rH CM rH

^ i OOOOOOQfNOOOOJOO

C OOOOifiOOvDOOOOWO

5 ^ rH CM CM rH rH rH rH CM N H CM CM rH

3 -H

:<0 C

ri -H VO O' 6 i ° 5 O CD O N ο ώ jj < a HOW rH ο Ή

q rH rH pH rH rH rH

.W a

22 E ^OCDOrH’^l^rHO'O'CVlrtOrH

jj a < r'^f-tcNjfoo'e rHO'^O'foino'

ft rH rH rH rH iHrHrH rH«H

i « B -¾ Q P) rH O'

in K> Ό »O

4J S 3 *"» ·μ· CM

Ti ti rH fs. vO IT» o o

ij 2 ft CD rH O rH ro rH O O

^ C r rHrHrHCMrHrHrH

fi c a fomcDCMrHrHCNjroroNvoroinj

0,-H < f^fOrHrHCVJO'O'OCNJ^-O'rOOO

r-i t-i r-λ r-t rH rH rH ^ CM rH

ύ

+J H

P S O' ο Γ“ Ό

Sc o (O Q in N

S-S -H CM 3 rH

«3 13 ΌΌΜΓ^ΟΡ^^

8 Tj § a CM CM rH ts rH O' CD

(U η rH »H rH fO rH

<3-8 inoOOCMrH'OM'OCM^'NiOrO

I < MCO^CMlOoOO'OCMrOO'rOCMCM

rH rH rH rH rH rH rH rH rH rH

r- I c ! Ö s S rHCMro^invor^coO'OrHCMrOHt·

rH rH rH ι-H rH

24 7 5 4 9 5

•H

-¾ NO

•ho in o ιο ro

ϋ" O O CO N O

H CD O O CM O N O

"H rH pH rH rH rH

r- lOCMCcrOfHO'M'OO^^NO't

Ö < |^rOrHCNjrooooCMNOrO|v»CM

rH iH rH rH rH rH rH rH Ή CM rH

•H

3 ϋ 8- f .

JM O CM OrHCDNOOOOO

o < Ν·Μ· Ο^Η-ΗίΟΜ-ωΝΟω

rH r—i rH rH rH rH rH CM

o n Tt -ho θ' m co -S w

H

Ö O O O O N 00 >H

0) ID CM O CM CT> O CD Ή

rH rH rH CM rH rH

S

U OC\lTif^iHC\J(NJa>^mvDO^^

h < rn^cvjcM^cFcnoNOrvtnro.H

H *H H rH rH rH rH rH CNJ rH

•H

•h in ro q m O N in ro -P CM ro 2 R4 ιηοΝοωο ο -H Sr CO CM O O O O O O'

3 jj rH rH rH Tf rH >H

3 rH

(Ö Ö OCMOOOOrHOivOiDom^-O

Ό < OCMcocMinNmoinroci^tcMO

•H rH rH rH rH rH rH rH rH ro rH

T— 0 c 1 Is

H -P QJ

S -S? § rHCMtO^iniONCDC'OrHCMfO^·

En 2 £ rH rH rH rH rH

II

25 75495

Taulukon 1 perusteella, jossa ennen käsittelyä olleet arvot on merkitty 100 %:ksi, voidaan havaita, että keksinnön mukaisella laitteella aikaansaadulla polaroidul-la valolla suoritettava säteilytys tehostaa proteiinin 5 kehittymistä eritteessä, luonnollisesti eriasteisena eri fraktioissa. Taulukossa esiintyvät huomattavat vaihtelut johtuvat yksilöllisistä eroista sekä siitä, että näytteet otettiin eri paranemisvaiheiden aikana. Arvojen suuren vaihtelun vuoksi keskiarvoja ei kannattanut laskea. Tau-10 lukon 1 luvut osoittavat kuitenkin selvästi komponenttien määrällisen kasvun käsittelyn ansiosta. Nämä luvut osoittavat, että suurin lisäys tapahtui fraktiossa immunoglo-buliini M. Seuraavina olivat tässä suhteessa albumiini, α^-lipoproteiini, immunoglobuliini G, a^antitrypsiini, 15 transferriini, c^-makroglobuliini ja immunoglobuliini A.

Lisäksi todettiin, että eri potilaiden paranemistaipumus on verrannollinen immunoproteiinien määrälliseen kasvuun, joka tapahtui käsittelyjen vaikutuksesta. Mitä suurempi immunoproteiinien lisäys on, ts. mitä tehokkaampi 20 vaikutus polaroidulla valolla suoritetulla käsittelyllä on, sitä suurempi on parantumisaste. Kun tämä suhde otetaan huomioon, voidaan haavan paranemismahdollisuus ja hoidon kokonaiskestoaika arvioida jo muutamien käsittelykertojen perusteella.

25 Immunologisten testien tulokset vastaavat niitä ko kemuksia, jotka on saatu sytologisten tutkimusten avulla, ts. polaroidulla valolla suoritetun käsittelyn tuloksena tapahtuu seuraavaa: i) humoraalisen suojan muodostavia proteiinityyppe- 30 jä esiintyy, ii) tietty granulaatio, joka ilmaisee lysosomient-syymien esiintymisen, näkyy solujen sytoplasmassa, iii) tehokas suojaus alkaa sellaisia basillibaktee-reja vastaan, jotka voidaan tuhota lähinnä immunologisel- 35 la menetelmällä.

26 75495

Sytologisten ja immunologisten testien lisäksi kiinnitettiin suurta huomiota myös yleiseen parantumis-prosessiin.

Tutkimuksissa mitattiin haavojen makroskooppiset 5 parametrit ja saadut tulokset arvosteltiin. Haavojen pohjissa todetut muutokset mitattiin ja rekisteröitiin, haavojen reunojen pysty- ja vaakamitat mukaanluettuina. Samoin mitattiin haavojen syvyydet ja uusien epiteliaalis-ten reunojen leveys. Käsittelyjen aikana haavat alkoivat 10 ensin puhdistua, eritteen määrä väheni ja se tuli kirkkaam maksi jo muutaman käsittelyn jälkeen. Samanaikaisesti potilaat ilmoittivat, että heidän kipunsa olivat tuntuvasti vähentyneet. Haavat alkoivat parantua sitten näkyvästi tietyn latenssiperiodin jälkeen, joka kesti yleensä vii-15 kon. Tämän jälkeen haavat alkoivat parantua asteettain, myös ne haavat, jotka eivät ennen polaroidulla valolla suoritettua käsittelyä osoittaneet lainkaan paranemisen merkkejä.

Toisen käsittelyviikon jälkeen parantumisprosessi 20 nopeutui yleensä.

Haavojen pohjissa alkoi myöhemmin näkyä verisuonien päitä, joiden ympärillä oli valkoisia, helmimäisiä kasvukohtia, ja epitelisaatio alkoi myös reunoissa. Uusi orvaskesi esiintyi ensin punaisena alueena, joka muuttui 25 tavallisesti valkoiseksi ja josta tuli seuraavaan päivään mennessä vanteen muotoinen kohouma.

Paranemisen alkaminen ja nopeus riippuvat hyvin paljon potilaan iästä, yleiskunnosta ja myös hemodynaami-sesta tilasta.

30 Tämä prosessi esitetään kuvioissa 18, 19 ja 20. Yh tenäiset viivat esittävät haavojen vaakakokoa ja katkoviivat niiden pystykokoa.

54-vuotiaan miespuolisen potilaan anamneesissa oli ainoana sairautena maksatulehdus. Potilaalla oli ollut 35 suonikohjuja 20 vuoden ajan, mutta hänellä ei ollut ollut tukoksia. Potilaan sääri haavautui ensimmäisen kerran 15

II

27 7 5 4 9 5 vuotta sitten, mutta haava parani itsestään. Tämä prosessi toistui sitten useita kertoja. Neljä vuotta aikaisemmin potilaan oikeaan sääreen tuli haavautuma. Po. käsittelyä jankohtana esiintyneet haavat eivät parantuneet 10 5 kuukauden aikana. Potilasta käsiteltiin tavanomaisin lääketieteellisin toimenpitein.

Käsittely polaroidulla valolla aloitettiin näiden toimenpiteiden jälkeen. Potilaalla oli tuolloin 2 mm syvä ja 20 x 24 mm suuruinen haavautuma säären keskiosan ja 10 alemman kolmanneksen reunassa sekä 4 mm syvä ja 24 x 18 mm suuruinen haavautuma säären ulommassa kolmanneksessa. Noin 5. tai 7. käsittelyn jälkeen haavat alkoivat parantua nopeasti ja niistä tuli matalampia ja juovikkaita.

Uloin haava tuli ruvelle 40. käsittelykerran jälkeen (ku-15 vio 18), sen jälkeen toinen, paljon syvempi haava parani 57. käsittelyn jälkeen (kuvio 19), ja hoito päättyi.

Kuviossa 20 nähdään 66-vuotiaan miespuolisen potilaan haavojen paraneminen. Potilaan anamneesissa mainittiin 21 vuotta kestänyt jatkuva lonkkasärky, minkä vuoksi 20 hänelle oli tehty lonkkaproteesi 17 vuotta sitten. Lisäk si potilaalle suoritettiin kordotomia jatkuvan kivun lopettamiseksi. Kuusi kuukautta aikaisemmin potilaan mielenterveys järkkyi ja potilas siirrettiin psykiatriselle osastolle. Potilas joutui tuolloin olemaan vuoteessa jat-25 kuvasti, jolloin makuuhaavoja syntyi molemmille puolille lonkkaan ja myös ristiluiden kohdalle. Silloin aloitettiin käsittely polaroidulla valolla. Käsittelyn alkaessa potilaalla oli kaksi 3 mm syvää haavaa lonkan oikealla puolella. Toisen haavan koko oli 21 x 30 mm ja toisen 16 x 25 30 mm. Vasemmalla puolella lonkassa oli 38 mm syvä haava, jonka koko oli 66 x 45 mm. Ristiluiden kohdalla olleen makuuhaavan koko oli 30 x 13 mm. Polaroitu valo alkoi puhdistaa haavoja asteettain ja 7. käsittelykerran jälkeen haavojen koko alkoi pienetä hitaasti. Sitten paranemisnopeus 35 muuttui tilapäisesti ja 40. käsittelykerran jälkeen haavojen syvyys alkoi vähentyä tuntuvasti ja haavojen reunois- 28 75495 sa olevat kohoumat laskivat myös tuntuvasti. Potilas lähti pois sairaalasta omasta pyynnöstään joidenkin kotiasioiden vuoksi 50. käsittelyn jälkeen. Tällöin ristiluiden kohdalla ollut haavautuma ja pienempi haava oikealla puolella 5 olivat epitelisoituneet kokonaan, toinen haava pieneni 8 x 17 mm:n suuruiseksi ja vasemmanpuoleinen haava 26 x 20 mm:n suuruiseksi.

Polaroidulla valolla suoritetusta käsittelystä saadut kokemukset osoittavat, että sokeritaudista johtuvat 10 haavat reagoivat käsittelyyn suhteellisesti pisimmän ajan kuluttua ja paranevat hitaimmin. Arteriosclerosis obli-teransiin liittyvien haavojen paraneminen on hieman nopeampaa, mutta parhaimmat ja nopeimmat tulokset on kuitenkin saatu hoidettaessa ulcus crurista, joka on johtu-15 nut tukoksen jälkeisestä syndroomasta.

Edellä on esitetty polaroidulla valolla suoritetun käsittelyn stimuloivia vaikutuksia parannettaessa kroonisia ja muuten parantumattomia haavoja. Myös vaikeimman sairaskertomuksen kohdalla po. käsittelyllä saatiin para-20 nemisprosessiin huomattava stimuloiva vaikutus. On siis selvää, että keksinnön mukaisella laitteella aikaansaadulla polaroidulla valolla käsittelemisen stimuloiva vaikutus tuntuu myös akuuttien vammojen käsittelyssä, esim. viiltohaavojen ollessa kyseessä, joissa olosuhteet para-25 nemisprosessille ovat selvästi paremmat.

Saatujen kokemusten mukaan polaroidulla valolla suoritettava käsittely edistää myös palohaavojen paranemista. 40-vuotiaan miespotilaan jalkaan oli suoritettu oma-kudos siirrännäinen kolmannen asteen palohaavan parantami- 30 seksi. Siirrännäinen repesi 1 x 5 cm:n kokoiseksi alueek- 2 si ja kahdeksi 1 cm :n kokoiseksi alueeksi. Potilasta hoitaneet lääkärit ehdottivat uutta transplantaatiota, koska heidän mielestään paraneminen haavojen reunoista kestäisi useita kuukausia.

35 Näissä olosuhteissa aloitettiin kuitenkin haavan pinnan käsittely polaroidulla valolla kerran päivässä 29 75495 2 energiatiheyden ollessa 4 J/cm . Kolmannen käsittelyn jälkeen paraneminen alkoi haavan reunoista. Sen jälkeen parantuminen nopeutui; kahden viikon kuluttua haavassa oli rupi ja käsittelyn lopettamisen jälkeen koko pinta parani.

5 Polaroidulla valolla suoritettu käsittely tapahtui siis vain niissä kohdissa, joista siirrännäinen repeili.

Siirretty ihon pinta, jota ei käsitelty polaroidulla valolla, oli punertava ja siinä oli sekundaarisia "pusseja". Polaroidulla valolla käsitelty siirrännäinen oli 10 sen sijaan luonnollisen värinen, haavan pinta oli sileä, ja se oli kolmannen asteen palohaavan parantuneen alueen vahvin ja tervein osa.

Kun otetaan huomioon, että laserkäsittelyä on sovellettu kliinisessä praktiikassa useilla eri aloilla jo 15 monia vuosia sen käyttöönoton jälkeen, ja että sen bio- stimuloiva vaikutus on todistettu, voidaan päätellä, että polaroidulla valolla suoritettavalla käsittelyllä voidaan myös saada aikaan biostimuloiva vaikutus vastaavilla sovellutusalueilla .

20 Tätä voidaan soveltaa myös erilaisiin kauneuden- hoitotoimenpiteisiin, arpien poistamiseen, erilaisten kehossa olevien vammojen stimulointiin laserstimulointia vastaavalla tavalla tai yleensä sellaisten biologisten prosessien stimuloimiseksi, jotka liittyvät alunperin so-25 lujen toimintaan.

Claims (24)

1. Säteilytyslaite biologisten, solutoiminnan yhteydessä esiintyvien prosessien stimuloimiseksi, jolloin 5 laitteesta lähtevä säteily on ennalta määrätyn intensi teetin omaava, epäkoherentti valonsädekimppu, jonka aal-lonpituuskomponentit ovat yli 300 nm, tunnettu siitä, että säteily on lineaarisesti polarisoitua valoa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, t u n - 10. e t t u siitä, että intensiteetti on säädetty arvoon 20-150 mW/cm^.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että säteilevällä valolla on jatkuva tai melkein jatkuva spektrijakautuma ainakin aallon- 15 pituusalueella 400-700 nm.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen laite, tunnettu siitä, että valolla on oleellisesti yhdensuuntaiset säteet.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen laite, 20 tunnettu siitä, että valonsädekimpun poikkileik- 2 kauspinta-ala on ainakin 3 cm .

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, jossa on lamppu, joka antaa epäkoherenttia valoa, jonka aallonpi-tuuskomponentit ovat yli 300 nm, ja optinen järjestelmä 25 lampun antaman valon säteiden radassa valon ohjaamiseksi määrättyyn käsittelysuuntaan, tunnettu siitä, että polarisoitujen valonsäteiden tuottamiseksi on säteiden rataan sijoitettu polarisaattori (16,22,31,42,62).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, t u n -30 n e t t u siitä, että radassa on ultraviolettisuodatin (15,36,64).

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että radassa on infrapunasuodatin (12,61).

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, t u n -35 n e t t u siitä, että lampun (10) taakse on sijoitettu heijastinpinta (11) heijastamaan taaksepäin suuntautuvat säteet eteenpäin. Il 31 75495

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että heijastinpinta (11) on kylmä peili.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että heijastinpinta (11) on pallon tai 5 pyörähdysparaboloidin muotoinen.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 6-11 mukainen laite, tunnettu siitä, että lamppu (10) on metallihalogee-n Hamppu.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 6-12 mukainen laite, 10 tunnettu siitä, että polarisaattori on polarisaa- tiosuodatin (16).

14. Jonkin patenttivaatimuksen 6-12 mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on putkimainen kotelo (14), joka on niin pitkä, että se pystyy estämään sellais- 15 ten poikkeavien suorien valonsäteiden ulospääsyn, joiden poikkeamakulma on yli 15°.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on tuuletin (29), joka on sijoitettu heijastinpinnan (11) taakse.

16. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tun nettu siitä, että optinen järjestelmä (13) käsittää linssit.

17. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että linssirunko (20) on järjestetty 25 heijastinpinnan (11) ja lampun (10) eteen ja se käsittää päällysteen (21), ja että linssirunko (20) ja päällyste (21) on tehty infrapunaista tai ultraviolettia valoa absorboivasta tai ohjaavasta materiaalista.

18. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, t u n - 30. e t t u siitä, että heijastinpinta (11) on pyörähdys paraboloidin muotoinen ja lamppu (10) on sijoitettu sen polttopisteeseen, puristelasilevy (38) on sijoitettu lampun (10) eteen ja käsittää renkaan muotoisen, pallomaisen peilipinnan (39) ja lasilevy (38) on kiinnitetty heijastin- 35 pintaan (11). 32 75495

19. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että lamppu (10) ja heijastinpinta (11) on sijoitettu putkikotelon (14) toiseen päähän ja että peilipolarisaattori (22) on sijoitettu putkikotelon (14) 5 toiseen päähän, jolloin polarisaattori (22) käsittää pinnan, joka on kalteva kotelon (14) läpi kulkevaan valoon nähden siten, että valon tulokulma polarisaattoriin (22) nähden vastaa Brewsterin kulmaa.

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen laite, t u n -10 n e t t u siitä, että peilipolarisaattori on tehty useista läpinäkyvistä tasoyhdensuuntaisista levyistä (31).

21. Patenttivaatimuksen 19 mukainen laite, tunnettu siitä, että putkikotelon (14) viereen on sijoitettu toinen kotelo (24), jolloin molempien koteloiden (14, 15 24) sivuseinämiin on tehty vastaavat reiät (25,26), jotka tekevät mahdolliseksi polarisaattorista heijastuneiden valonsäteiden läpimenon ja että toisessa kotelossa (24) on peili (23) , joka on sijoitettu heijastuneiden säteiden rataan ja järjestetty määrättyyn kaltevaan tasoon niin, että 20 se ohjaa säteet yhdensuuntaisesti ensimmäisen kotelon (14) optiseen akseliin nähden.

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen laite, tunnettu siitä, että toinen kotelo (24) on yhdensuuntainen ensimmäisen kotelon (14) kanssa ja sijoitettu aivan 25 sen viereen ja että peilipolarisaattorin (22) ja peilin (23) tasojen välinen kulma on kaksi kertaa Brewsterin kulma.

23. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on putkimainen kotelo (14), 30 jolloin lamppu (10) ja heijastinpinta (11) ovat lähellä sen toista päätä ja että polarisaattori käsittää Nichol-sin prisman (42), joka on sijoitettu kotelon (14) toiseen päähän.

24. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, t u n -35 n e t t u siitä, että siinä on putkimainen kotelo (14) ja että se käsittää kiinnitystuen (37), joka on kiinnitetty koteloon (14). Il 33 7 5 4 9 5