WO2005042100A1 - Strahlungskonverter und den konverter enthaltende bestrahlungsanordnung - Google Patents

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WO2005042100A1
WO2005042100A1 PCT/EP2004/012240 EP2004012240W WO2005042100A1 WO 2005042100 A1 WO2005042100 A1 WO 2005042100A1 EP 2004012240 W EP2004012240 W EP 2004012240W WO 2005042100 A1 WO2005042100 A1 WO 2005042100A1
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radiation
converter according
radiation converter
front wall
phosphor layer
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PCT/EP2004/012240
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Inventor
Jürgen Conrady
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Plasmaphotonics Gmbh
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Publication date
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    • A61N2005/0658—Radiation therapy using light characterised by the wavelength of light used
    • A61N2005/0662—Visible light

Definitions

  • the present invention relates to a radiation converter and an irradiation order containing the converter.
  • the radiation arrangement is used in particular for the chronic treatment of completely or partially cell-mediated inflammation of the skin and the internal organs, of viral and other infectious diseases, such as prion infections, especially for the treatment of T-cell-mediated skin diseases and hand eczema.
  • T-cell-mediated skin diseases such as atopic dermatitis (neurodermatitis), cutane T-cell lymphoma, Lieber ruber and psiorasis are based on a skin infiltrate of activated T-lymphocytes of the own body. Neurodermatitis in particular is increasingly affecting newborns and children. Due to the inflamed areas of the skin and the associated itching, this disease is a heavy burden both physiologically and psychologically.
  • the previously known therapies for the treatment of neurodermatitis can essentially be divided into two classes, namely chemotherapy and UVA1 light therapy.
  • UVA1 light therapy has been shown to be effective in treating acute episodes of neurodermatitis, urticaria pigmentosa and localized scleroderma.
  • Two types of devices are currently available for UVA1 therapy according to Meffert and UVA1 therapy according to Krutmann.
  • Meffert's UVA1 therapy works broadband between 340 and 500 nm, and Krutmann's UVA1 therapy at 340 - 400 nm.
  • UVA1 therapy A very good overview of the state of the art in UVA1 therapy is provided by "Position on quality assurance in UVA1 phototherapy, version of the subgroup photo (chemo) therapy and diagnosis of the subcommittee on physical procedures in dermatology, May 1992” and the “Guidelines for Quality Assurance in Photo (Chemo) Therapy and Diagnostics", which in Krutmann, S., Hönigsmann, H .: “Handbook of Dermatological Phototherapy and Diagnostics", Springer-Verlag, Heidelberg, pages 392-395, The long-term risks listed here are premature skin aging and carcinogenicity. Due to this fact, it is explicitly stated there that the use of medium and high doses of UVA1 in children is not recommended. However, this is the largest group affected exempted from neurodermatitis.
  • Irradiation causes two types of DNA damage, namely the generation of pyrimidine dimers and oxidative DNA modifications.
  • the first group of DNA damage is comparatively difficult to repair using the body's own repair enzymes, and inducing such damage is carcinogenic.
  • the maximum of this damage is triggered by radiation with a wavelength around 290 nm, the degree of damage at 400 nm being lower by a factor of 10,000 and no longer detectable at wavelengths above 425 nm.
  • This type of damage is also known as CPD (cyclobutane pyrimidine photodimers).
  • CPD cyclobutane pyrimidine photodimers
  • Photobiological effects in the non-UV range based on an interaction between endogenous or exogenous chromophores in the skin are becoming increasingly important since, with the help of suitable radiation sources, therapeutic effects in certain inflammatory skin diseases and, for example, wound healing disorders in diabetes mellitus can be influenced.
  • viral and other infectious diseases such as HIV or prion diseases, fungal infections of the skin and mucous membranes, bacterial diseases of the skin and mucous membranes as well as hand and anal eczema DE 101 23 926 A1 describes an irradiation arrangement with an irradiation source for the extensive irradiation of the treatment area.
  • the wavelength of the emitted radiation on the treatment surface is greater than 400 nm and comprises a spectral component in the wavelength range of 400-500 nm.
  • the radiation arrangement comprises means for generating optical pulses on the treatment surface, the radiation intensity of the radiation peaks of the optical pulses being greater than 1 Watt / cm 2 and less than 100 kW / cm 2 .
  • a commercially available Xe flash lamp is used as the radiation source.
  • the radiation emitted by the flash lamp is typically in the range from 200 to 2000 nm.
  • these spectral ranges can be filtered out using commercially available filters.
  • the document also proposes to transform the UV components into the desired spectral range.
  • films made of silicone elastomers with inorganic phosphors have proven particularly useful.
  • silicone elastomers are more suitable than acrylates, transparent PVC or Teflon (DuPont) because the latter are not sufficiently thermostable, but the silicone elastomers are stable up to 250 ° C. The latter also do not need plasticizers or other volatile substances that could evaporate.
  • the radical addition polymerization technique is used in particular to produce the silicone elastomer.
  • the elastomer is preferably formed from a hydroxypolydiorganosiloxane and an organohydrogensiloxane in the presence of a platinum catalyst at room temperature.
  • the film can in particular be attached to the outside of the envelope body of the low-pressure discharge lamp, for example by mounting the film on the envelope body in the form of an interchangeable frame or by wrapping the body part to be treated with the film in a bandage-like manner.
  • the film can be mounted on rollers so that it can be unwound so that an unused portion of the fluorescent film is always available for a treatment application if the phosphor contained in the unwound area has aged. In this case, the used phosphor sheet is wound up before the treatment.
  • the measure of winding the fluorescent film onto a roller when it has aged due to the radiation is disadvantageous because a large amount of this foil is required for this and because the feeding and removal of the foil with the rollers requires complex solutions.
  • the present invention is therefore based on the object of avoiding or at least reducing aging of the film.
  • the radiation converter according to the invention is used in particular in connection with a UV-emitting radiation source in a radiation arrangement according to the invention.
  • the UV component in the radiation from the radiation source which is absorbed in the radiation converter, generates light in the visible range through fluorescence or phosphorescence, the wavelength of which lies in the blue, yellow, green or red color range depending on the discharge lamp used and the radiation converter used.
  • the irradiation arrangement is preferably formed in such a way that light with a large spectral component in the blue region is emitted by the radiation converter.
  • the radiation can in particular be emitted in light pulses.
  • Medium and high-pressure lamps for example mercury iodide lamps, or an Xe high-pressure flash lamp can be used for this purpose, in particular in pulse overload.
  • hand eczema and T-cell-mediated skin diseases can be treated with the radiation arrangement according to the invention.
  • the latter include, in particular, atopic dermatitis (neurodermatitis), cutaneous T-cell lymphoma, lying ruber and psoriasis.
  • the essential feature of the radiation converter according to the invention is a phosphor layer in which the UV radiation emitted by a radiation source, in particular a UV-emitting radiation source, is converted into visible, preferably blue, light. It has been found that the aging of the phosphor layer can be delayed or even completely avoided if the phosphor layer is arranged in a housing that can be irradiated by radiation that is emitted by the UV-emitting radiation source and that has the following features : a) a front wall made of UV-permeable material, b) a rear wall made of UV-opaque material on the side of the housing opposite the front wall, c) forming a liquid chamber between the front wall and the rear wall, d) the phosphor layer between the Front and back panels.
  • the radiation converter is brought into the beam path of the UV-emitting radiation source.
  • the converter housing consists of a front wall and a rear wall.
  • the front wall is the wall facing the UV-emitting radiation source, while the rear wall is the wall in the housing opposite the front wall which faces away from the UV-emitting radiation source.
  • both the front wall and the rear wall consist of acrylate polymer.
  • polymethyl methacrylates in particular have important advantages, for example very good optical properties (high transparency in the visible and UV range) and thermal properties (high heat resistance). They are also inexpensive. These materials are usually used for windows in sun loungers and other lighting fixtures, provided that the thermal load is not too high, and in greenhouses.
  • UV-emitting radiation source Radiation originating from the UV-emitting radiation source is first passed through the UV-permeable front wall in the housing and then follows
  • UV components Passes through the liquid chamber onto the phosphor layer. If UV components are still present to a small extent after the radiation has passed through the phosphor layer, these are absorbed in the UV-impermeable rear wall. This prevents UV radiation from reaching the parts of the body to be treated.
  • Suitable UV-permeable acrylate materials are, for example, in
  • UV permeability of the acrylate material that is also stable over a longer period of time can be achieved, on the one hand, by carrying out the polymerization of the underlying acrylic monomers in the presence of a sterically hindered amine of the formula I mentioned there.
  • a sterically hindered amine of the formula I Particularly suitable for such sterically hindered amines are diesters of 2,2,6,6-tetramethylpiperidyl-4 derivatives of aliphatic dicarboxylic acids, in particular di- (2,2,6,6-tetramethylpiperidyl-4) sebacate (EP 0 016 870 A1).
  • UV stability can also be imparted to these materials by the fact that the plastic additionally contains an aliphatic, compatible with polymethyl methacrylate. contains plasticizers that are resistant to temperatures above 120 ° C. Such plasticizers are, for example, compounds with one or more ester, ether or hydroxy functions, in particular diethyl adipate, diethylene glycol monomethyl ether and glycerol triacetate (EP 0 164 663 A2). Finally, a so-called active component can also be added to the polymerization mixture in order to further improve the UV stability. In particular, alcohols, water, vinyl compounds or butyl lactate are mentioned as active components (WO 02/14388 A1).
  • the UV impermeability of the rear wall can be achieved by adding a UV absorber to the reaction mixture before the polymerization.
  • a UV absorber can, for example, be a component of the polymer structure to be produced by polymerization, for example styrene, divinylbenzene or another aromatic compound which can be polymerized with the acrylic monomers.
  • other UV-absorbing substances can also preferably be added to the reaction mixture, such as, for example, benzotriazole and benzophenone derivatives.
  • the acrylate polymer from which the front and rear walls are made can be either a homopolymer, a copolymer, or a block polymer of acrylate monomers.
  • the acrylate polymers are, in particular, compounds selected from the group comprising alkyl acrylates and alkyl methacrylates. These are in particular polymethyl methacrylate and the copolymers of methyl methacrylate with alkyl acrylates, in particular methyl acrylate and ethyl acrylate.
  • the phosphor layer can either be introduced into the housing as a self-supporting film during assembly, or it can be applied as a layer to one of the walls. Since such foils are commercially available, the use of a fluorescent foil is preferred. In principle, however, the layer can also be applied to the wall surface before the installation of the Housing are formed, for example by knife coating, screen printing, curtain molding, spin coating or another known method, wherein a liquid form of the material is used for the layer, such as a solution, emulsion or dispersion.
  • the phosphor layer is introduced into the housing in contact with the rear wall surface.
  • the front wall and the liquid chamber in the housing are first irradiated by the radiation during operation before it strikes the phosphor layer.
  • the phosphor layer can also be introduced into the housing so that it lies against the inside of the front wall. In this case, the radiation strikes the layer directly after passing through the front wall before passing through the liquid chamber. In both cases, the phosphor layer is adjacent to the liquid chamber.
  • the alternative, in which the layer is introduced into the housing adjacent to the rear wall has the advantage that the layer does not age as quickly as when the phosphor layer is introduced into the housing adjacent to the front wall.
  • the layer is designed as a film and is freely suspended in the liquid chamber without being in contact with one of the two walls.
  • the phosphor layer preferably consists of a silicone elastomer with embedded phosphor particles.
  • the phosphor layer By forming the phosphor layer as a film made of silicone elastomer with embedded phosphor particles, on the one hand, films of sufficient thickness with a sufficiently high phosphor concentration can be produced.
  • the phosphor particles are crosslinked in the silicone elastomer so that they are free of air and water. behavior are exposed. Due to the hydrophobic nature of the silicone elastomers, moisture can practically not enter these materials, so that the moisture-sensitive phosphors are not damaged.
  • silicone elastomers instead of silicone elastomers, of course, other polymers can also be used for the phosphor layer, for example transparent PVC and polyfluoroalkylenes, in particular polytetrafluoroethylene (Teflon ").
  • the silicone elastomer layer is preferably produced by radical addition polymerization in the presence of the phosphor particles to be embedded. In contrast to a polycondensation reaction, addition polymerization does not release any harmful by-products, for example water, which could impair the function of the phosphor particles.
  • the starting products for the polymerization are, in particular, hydroxypolydiorganosiloxanes and organohydrogensiloxanes, which are reacted with one another in the presence of a catalyst, a crosslinked polymerization product being formed.
  • substances with a minimum viscosity of 1000 centipoise are used as hydroxypolydiorganosiloxanes made of different polymers, these preferably being hydroxypolydimethylsiloxane and its copolymers with phenyimethylsiloxane and / or polymethyl-3,3,3-trifluoropropylsiloxane.
  • the organohydrogensiloxane contains at least two hydrogen atoms per siloxane unit, in which case both homo- and copolymers can also be used.
  • the catalyst can in particular be a platinum compound, preferably platinum chloride or chloroplatinic acid. By using the platinum catalyst, the polymerization reaction can be carried out at room temperature, so that the phosphor particles present during the polymerization are not thermally stressed and thereby damaged.
  • the phosphor particles in the layer are preferably crystalline.
  • a strontium pyrophosphate (Sr 2 P 2 0 7 : Eu 2+ ) doped with europium (II) ions has proven to be particularly suitable.
  • II europium
  • UV radiation be converted into blue light.
  • other phosphors can also be used.
  • the phosphor layer is designed such that it contains different phosphor particles in different areas. This is advantageous if the patient to be treated is to be irradiated simultaneously with light of different spectral composition in different areas. With such arrangements, parts of the body can be irradiated with light of different spectral distribution in rapid alternation.
  • the phosphor layer preferably has a thickness in the range from 10 to 800 ⁇ m, particularly preferably from 100 to 600 ⁇ m, the thickness being one of the parameters for optimizing the efficiency of the radiation generation.
  • the efficiency depends essentially on the areal density of the
  • Fluorescent in the layer This should be in the range of 1 to 20 mg / cm 2 . Area densities in the range from 3 to 6 mg / cm 2 are particularly advantageous.
  • the geometrical conditions in the radiation converter have a significant influence on the effectiveness of the radiation generation: If the housing walls are curved, for example, not in the form of flat plates, only a very low radiation power is achieved in the visible range. The reason for this is not known. If, on the other hand, the front wall and the rear wall are designed as plates, a significantly improved radiation output is achieved. Optimized radiation is made possible when the front wall and the rear wall form plane-parallel surfaces to each other.
  • the thickness of the liquid chamber is preferably in the range of 0.5-5 mm. It is particularly preferably 2 mm.
  • the liquid chamber in the radiation converter is filled with at least one cooling liquid.
  • Substances are preferably used as cooling liquids uses, which are selected from the group comprising silicone oils and water, wherein silicone oils have been found to be even more suitable than water.
  • the radiation power decreases over time in idle phases, ie when no radiation falls on the converter. It has been observed that gas bubbles and turbidity form in the liquid during these resting phases.
  • a viscoelastic area can be provided in at least one of the two walls, for example a rubber stopper, which extends through the entire thickness of this wall. The gas bubbles can then be drawn off with a syringe that is pierced through the stopper.
  • the coordination of the refractive indices of the cooling liquid, the material for the phosphor layer and the materials for the walls is very important for the intensity of the radiation emerging from the radiation converter in the visible range:
  • the refractive indices of the materials mentioned can be matched to one another in such a way that at least some of the radiation from the phosphor layer cannot escape in the direction of the radiation source due to total reflection and a corresponding exit in the direction of the body part is not hindered by total reflection effects.
  • the refractive index of the material of the rear wall should be greater than that of the phosphor layer and the latter in turn greater than that of the cooling liquid.
  • the radiation coming from the UV-emitting radiation source in this case regardless of the respective refractive indices, can easily pass through the front wall into the cooling liquid and from there into the phosphor layer, since this radiation is directed, so that total reflection at the interfaces between the front wall and the cooling liquid and between the cooling liquid and the phosphor layer can be avoided by suitable radiation guidance, in particular by essentially perpendicularly irradiating the radiation converter with the UV radiation.
  • the refractive indices of the materials mentioned can also be matched to one another in a suitable manner if the phosphor layer is introduced into the housing in contact with the front wall or if the layer is stretched freely suspended in the cooling liquid in the form of a film.
  • the intensity of the radiation emerging from the radiation converter can also be optimized by suitable selection of the cooling liquids in the two liquid chambers formed by the film, in that different liquids with suitable refractive indices are selected in relation to those of the materials of the phosphor layer and the two walls ,
  • the front wall and the rear wall can be cohesively connected to one another in the edge regions of the liquid chamber for the liquid-tight closure.
  • one of the two walls can have an edge projection on the edge, onto which the other wall is placed.
  • the two walls are then connected to one another at the connecting surfaces, for example glued, preferably using an acrylic adhesive.
  • it can also extend into the area of the connecting surfaces, so that the two walls are connected to one another via the layer.
  • the front wall can be provided with a mask in the edge areas so that the radiation does not fall directly onto the connection points.
  • the mask can either be a radiation-resistant protective lacquer that is opaque to radiation, or a cover frame that is clipped onto the radiation converter housing.
  • a change holder can be provided for the housing. This enables an easy replacement or replacement of the housing with a new housing, for example if the effectiveness of the phosphor layer is already impaired by the radiation and the layer has to be replaced by another, or if a phosphor layer with other phosphors to generate radiation with another Spectral range or to be used with other irradiance levels.
  • the exchangeable holder can advantageously be directly connected to the UV-emitting radiation source. This results in a compact design.
  • the converter is thereby arranged in the immediate vicinity of the radiation source, so that the converter can also have a small overall size, since the radiation cross section in the vicinity of the radiation source is smaller than at a greater distance from it.
  • the radiation converter can have a bell-shaped design on the rear wall.
  • the converter is placed on the body part to be treated, so that a cavity is formed between the bell-shaped rear wall and the body part, which can be flooded with oxygen.
  • a supply connection for oxygen is provided on the bell-shaped rear wall.
  • FIG. 1a a side section through the housing of a radiation converter
  • FIG. 1b a top view of the housing of the radiation converter
  • FIG. 2 a side section through an irradiation arrangement.
  • the housing 1 a shows a lateral section through the housing 1 of a radiation converter.
  • 1b shows a top view of this housing 1.
  • the housing 1 consists of a UV-permeable front wall 3 and a UV-impermeable rear wall 4.
  • the two walls consist of polymethyl methacrylate.
  • the front wall 3 has an edge projection 3a in the edge regions 6, which extends over the entire edge regions 6.
  • the front wall 3 rests with the end faces of the edge projection 3a on the corresponding edge regions 6 of the rear wall 4.
  • There the two walls 3, 4 are glued to one another in a liquid-tight and gas-tight manner.
  • a chamber 5 is formed by the cohesive connection thereby created at the connection point 7 of the front wall 3 with the rear wall 4.
  • This chamber 5 is filled with silicone oil, for example with Baysilone-Oil-M (Bayer).
  • a fluorescent film 2 which consists of a silicone elastomer and fluorescent particles of Sr 2 P 4 0 7 : Eu 2+, is fastened on the rear wall 4 in the area of the chamber 5 in order to preferably obtain a desired emission in the range from 400 to 500 nm.
  • a mask 8 is clamped onto the front wall 3.
  • This mask 8 is designed as a profiled spring plate that spans the edge regions at least to such an extent that the housing 1 is shaded in the region of the connection points 7 against radiation that strikes the housing 1.
  • the profiled sheet 8 is bent at the outer edges so that it can grip around the front wall 3 when it is attached to it.
  • a viscoelastic area 9 (glued-in stopper) is also provided in the rear wall 4, through which, for example, a syringe can be passed in order to draw off the gas.
  • Fig. 2 shows an irradiation arrangement according to the invention seen in cross section from the side.
  • the housing 1 is largely identical to the housing 1 shown in FIGS. 1a and 1b. Therefore, the same reference numbers essentially also refer to the same elements. Reference is made to the corresponding description of the figures.
  • the mask 8 is in this case integrated into the exchangeable holder 10.
  • the interchangeable holder 10 has projections in the edge regions of the front wall which shade the connection points 7 against the radiation.
  • the housing 1 is held together with a UV-emitting radiation source 11 in an exchangeable holder 10.
  • the housing is inserted into guide rails 17 which are open to the side and can therefore be easily replaced.
  • the UV-emitting radiation source 11 is likewise held interchangeably in the exchangeable holder 10, the holding elements provided for this purpose not being shown in FIG. 2. It is only indicated schematically that the radiation source 11 is fastened in the exchangeable holder 10. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Bei der Therapie mit Licht im sichtbaren Spektralbereich, für die UV-Strahlung emittierende Strahlungsquellen eingesetzt werden, werden Leuchtstofffolien verwendet, die beim Betrieb altern, so dass die Intensität des von der Leucht stofffolie abgestrahlten Lichts allmählich abfällt. Um dieses Problem zu lösen, wird erfindungsgemäss ein Strahlungskonverter in einer Behandlungsanordnung eingesetzt, der eine Leuchtstoffschicht (2) zur Emission des sichtbaren Lichtes aufweist. Der Strahlungskonverter umfasst ein Gehäuse (1), das von Strahlung durchstrahlbar ist, die von der Strahlungsquelle (11) emittiert wird. Das Gehäuse1 weist auf: eine Vorderwand (3) aus UV-durchlässigem Material und eine Rückwand (4) aus UV-undurchlässigem Material auf der der Vorderwand (3) gegenüber liegenden Seite des Gehäuses (1), wobei eine Flüssigkeitskammer (5) zwischen der Vorderwand (3) und der Rückwand (4) gebildet wird. Die Leuchtstoffschicht (2) ist zwischen der Vorderwand (3) und der Rückwand (4) angeordnet.

Description

Strahlungskonverter und den Konverter enthaltende Bestrahlungsanordnung
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strahlungskonverter und eine den Konverter enthaltende Bestrahlungsordnung. Die Bestrahlungsanordnung dient ins- besondere zur chronischen Behandlung von ganz oder teilweise zell vermittelten Entzündungen der Haut und der inneren Organe, von viralen und anderen infektiösen Erkrankungen, wie beispielsweise Prioneninfektionen, vor allem zur Behandlung von T-Zell-vermittelten Hauterkrankungen und Handekzemen.
Primär T-Zell-vermittelte Hauterkrankungen, wie beispielsweise atopische Der- matitis (Neurodermitis), cutanes T-Zell-Lymphom, Liehen ruber und Psiorasis beruhen auf einem Hautinfiltrat von aktivierten T-Lymphozyten des eigenen Körpers. Insbesondere von Neurodermitis sind verstärkt immer mehr Neugeborene und Kinder betroffen. Aufgrund der entzündeten Hautpartien sowie des damit verbundenen Juckreizes ist diese Erkrankung sowohl physiologisch als auch psychologisch eine schwere Belastung.
Die bisher bekannten Therapien zur Behandlung von Neurodermitis lassen sich im Wesentlichen in zwei Klassen einteilen, nämlich in die Chemotherapie und die UVA1 -Lichttherapie.
Bei der Chemotherapie besteht der derzeitige Goldstandard bei der Behandlung der atopischen Dermatitis in der Glukokortikoid-Therapie. Bei dieser Behandlung kommt es sowohl nach systemischer als auch nach topischer Anwendung zu zum Teil schwerwiegenden Nebenwirkungen. Alternative Verfahren zur Behandlung der Neurodermitis beinhalten die Therapie mit stark immunmodulie- renden Pharmaka, wie beispielsweise mit FK 506 oder Cyclosporin A, über deren Langzeitfolgen noch keine Erfahrungen vorliegen.
Die UVA1 -Lichttherapie hat sich zur Behandlung von akuten Neurodermitis- Schüben, der Urticaria pigmentosa und der lokalisierten Sklerodermie als effektiv erwiesen. Für die UVA1 -Therapie nach Meffert und die UVA1 -Therapie nach Krutmann werden derzeitig zwei Gerätetypen angeboten. Die UVA1 -Therapie nach Meffert arbeitet breitbandig zwischen 340 und 500 nm, die UVA1 -Therapie nach Krutmann bei 340 - 400 nm.
Einen sehr guten Überblick über den Stand der Technik in der UVA1 -Therapie bietet „Stellung zur Qualitätssicherung in der UVA1 -Phototherapie, Fassung der Untergruppe Foto-(Chemo)Therapie und -Diagnostik der Subkommission physikalische Verfahren in der Dermatologie, Mai 1992" sowie die „Richtlinien zur Qualitätssicherung in der Foto-(Chemo)Therapie und -Diagnostik", die in Krutmann, S., Hönigsmann, H.: „Handbuch der Dermatologischen Phototherapie und -Diagnostik", Springer-Verlag, Heidelberg, Seiten 392-395, veröffentlicht ist. Als Langzeitrisiken sind dort eine vorzeitige Hautalterung und Karzinogen ität aufgeführt. Aufgrund dieser Sachlage ist dort explizit aufgeführt, dass eine An- Wendung von mittleren und hohen Dosen von UVA1 im Kindesalter nicht zu empfehlen ist. Damit ist jedoch gerade die größte betroffene Gruppe von Neurodermitis ausgenommen.
Bei einer Bestrahlung kommt es zu zwei Typen von DNS-Schäden, nämlich der Erzeugung von Pyrimidindimeren und oxidativen DNS-Modifikationen. Die erste Gruppe der DNS-Schäden ist über körpereigene Reparaturenzyme vergleichsweise schwer zu reparieren, und die Induktion derartiger Schäden ist karzinogen. Das Maximum dieser Schäden wird durch Bestrahlung mit einer Wellenlänge um 290 nm ausgelöst, wobei der Grad der Schädigung bei 400 nm um den Faktor 10.000 geringer und bei Wellenlängen über 425 nm nicht mehr nachweisbar ist. Diese Art der Schädigungen wird auch als CPD (Cyclobutan- pyrimidin-Photodimere) bezeichnet. Hiervon unterscheidet sich der Typ der so genannten indirekten DNS-Schädigung, der vermutlich über die Photonenanregung zellulärer Chromophore bewirkt wird. Diese Chromophore erzeugen reaktive Sauerstoffspezies, wie bei- spielsweise Singulett-Sauerstoff. Ein hierdurch ausgelöster DNS-Schaden (8- Hydroxyguanin) wird durch die so genannte FPG-Protein-Endonuklease repariert. Es handelt sich hierbei um vergleichsweise leichte Schäden im Bereich der DNS-Quervernetzung und nicht um DNS-Strangbrüche oder Basenverlust. Dies wurde durch Versuche mit transgenen Mäusen ohne FPG-Reparaturenzy- me belegt, die dennoch keine erhöhte Tumorrate aufwiesen.
Photobiologische Wirkungen im Nicht-UV-Bereich auf Grundlage einer Wechselwirkung zwischen endogenen oder exogenen Chromophoren in der Haut gewinnen zunehmend an Bedeutung, da mit Hilfe geeigneter Strahlungsquellen therapeutische Wirkungen bei bestimmten entzündlichen Hauterkrankungen und beispielsweise Wundheilungsstörungen bei Diabetes Mellitus beeinflussbar sind.
Zur Behandlung von akuten und chronischen ganz oder teilweise zellvermittel- ten Entzündungen der Haut und der inneren Organe, von viralen und anderen infektiösen Erkrankungen wie HIV oder Prionenerkrankungen, Pilzinfektionen der Haut und der Schleimhäute, bakteriellen Erkrankungen der Haut und der Schleimhäute sowie Hand- und Analekzemen wird in DE 101 23 926 A1 eine Bestrahlungsanordnung mit einer Bestrahlungsquelle zur flächenhaften Be- Strahlung der Behandlungsfläche beschrieben. Die Wellenlänge der emittierten Strahlung auf der Behandlungsfläche ist dabei größer als 400 nm und umfasst einen Spektralanteil im Wellenlängenbereich von 400 - 500 nm. Die Bestrahlungsanordnung umfasst Mittel zur Erzeugung von optischen Pulsen auf der Behandlungsfläche, wobei die Bestrahlungsstärke der Bestrahlungspeaks der optischen Pulse größer als 1 Watt/cm2 und kleiner als 100 kW/cm2 ist. Als Bestrahlungsquelle wird eine handelsübliche Xe-Blitzlampe eingesetzt. Die von der Blitzlampe emittierte Strahlung liegt typischerweise im Bereich von 200 bis 2000 nm. Um die unerwünschte UV-Strahlung nicht auf die zu behandelnden Körperpartien gelangen zu lassen, können diese Spektralbereiche durch handelsübliche Filter herausgefiltert werden. In dem Dokument wird je- doch auch vorgeschlagen, die UV-Anteile in den gewünschten Spektralbereich zu transformieren. Zu diesem Zweck haben sich besonders aus Silikonelastomeren bestehende Folien mit anorganischen Leuchtstoffen bewährt.
Die Herstellung einer derartigen Silikonelastomerfolie ist in WO 01/21728 A1 beschrieben. Silikonelastomere eignen sich nach Angaben in diesem Dokument besser als Acrylate, transparentes PVC oder Teflon (DuPont), weil letztere nicht ausreichend thermostabil, die Silikonelastomere dagegen jedoch bis 250°C stabil sind. Letztere benötigen zudem keine Weichmacher oder andere flüchtige Substanzen, die abdampfen könnten. Zur Herstellung des Silikonelas- tomers wird insbesondere die radikalische Additionspolymerisationstechnik angewendet. Das Elastomer wird vorzugsweise aus einem Hydroxypolydiorgano- siloxan und einem Organohydrogensiloxan in Gegenwart eines Platinkatalysators bei Raumtemperatur gebildet. Die Folie kann insbesondere auf der Außenseite des Hüllkörpers der Niederdruckentladungslampe angebracht sein, bei- spielsweise indem die Folie in Form eines Wechselrahmens auf dem Hüllkörper montiert oder die zu behandelnde Körperpartie mit der Folie verbandähnlich umwickelt wird. Im ersteren Falle kann die Folie auf Walzen auf- und abwickelbar gelagert sein, so dass immer ein unverbrauchter Teil der Leuchtstofffolie für eine Behandlungsanwendung zur Verfügung steht, falls der im abgewickelten Bereich enthaltene Leuchtstoff gealtert sein sollte. In diesem Falle wird die verbrauchte Leuchtstofffolie vor der Behandlung aufgewickelt.
Die Maßnahme, die Leuchtstofffolie auf eine Walze aufzuwickeln, wenn sie durch die Bestrahlung gealtert ist, ist jedoch nachteilig, weil hierzu eine große Menge dieser Folie benötigt wird und weil die Zu- und Abführung der Folie mit den Walzen apparativ aufwendige Lösungen erfordert. Von daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Alterung der Folie zu vermeiden oder zumindest zu vermindern.
Diese Aufgabe wird durch den Strahlungskonverter nach Anspruch 1 und die Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 18 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Strahlungskonverter wird insbesondere in Verbindung mit einer UV emittierenden Strahlungsquelle in einer erfindungsgemäßen Be- strahlungsanordnung eingesetzt. Durch den UV-Anteil in der Strahlung der Strahlungsquelle, der im Strahlungskonverter absorbiert wird, wird Licht im sichtbaren Bereich durch Fluoreszenz oder Phosphoreszenz erzeugt, dessen Wellenlänge je nach verwendeter Entladungslampe und je nach eingesetztem Strahlungskonverter im blauen, gelben, grünen oder roten Farbbereich liegt. Die Bestrahlungsanordnung wird vorzugsweise so gebildet, dass Licht mit einem großen Spektralanteil im blauen Bereich vom Strahlungskonverter emittiert wird.
Die Strahlung kann insbesondere in Lichtimpulsen emittiert werden. Hierzu können vor allem in Impulsüberlast betriebene Mittel- und Hochdrucklampen, bei- spielsweise Quecksilberiodidlampen, oder eine Xe-Hochdruckblitzlampe eingesetzt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Bestrahlungsanordnung können insbesondere Handekzeme und T-Zell-vermittelte Hauterkrankungen behandelt werden. Letz- tere schließen vor allem atopische Dermatitis (Neurodermitis), cutanes T-Zell- Lymphom, Liehen ruber und Psoriasis ein.
Der erfindungsgemäße Strahlungskonverter weist als wesentliches Merkmal eine Leuchtstoffschicht auf, in der die von einer Strahlungsquelle, insbesondere einer UV emittierenden Strahlungsquelle, emittierte UV-Strahlung in sichtbares, vorzugsweise blaues Licht konvertiert wird. Es hat sich herausgestellt, dass die Alterung der Leuchtstoffschicht dann verzögert oder sogar völlig vermieden werden kann, wenn die Leuchtstoffschicht in einem Gehäuse angeordnet ist, dass von Strahlung durchstrahlbar ist, die von der UV emittierenden Strahlungsquelle emittiert wird, und das folgende Merk- male aufweist: a) eine Vorderwand aus UV-durchlässigem Material, b) eine Rückwand aus UV-undurchlässigem Material auf der der Vorderwand gegenüber liegenden Seite des Gehäuses, c) wobei eine Flüssigkeitskammer zwischen der Vorderwand und der Rückwand gebildet wird, d) die Leuchtstoffschicht zwischen der Vorder- und der Rückwand.
Bei einer Untersuchung eines Strahlungskonverters, der eine aus Silikonelas- tomer mit Leuchtstoff bestehende Leuchtstoffschicht aufweist, mit einer UV emittierenden Strahlungsquelle wurde gefunden, dass Alterungseffekte bereits dann merklich auftreten, wenn die auf den Konverter auftreffende Strahlungsleistungsdichte, integriert über einen Wellenlängenbereich von 260 - 1050 nm, über 400 mJ/cm2 liegt.
Für die Behandlung wird der Strahlungskonverter in den Strahlengang der UV emittierenden Strahlungsquelle gebracht.
Es hat sich herausgestellt, dass die Alterung einer Leuchtstoffschicht bei Be- Strahlung mit der UV emittierenden Strahlungsquelle durch deren Anordnung in dem erfindungsgemäßen Strahlungskonverter deutlich verzögert wird. So wird beobachtet, dass die Intensität der von der Schicht emittierten Strahlung, beispielsweise von blauem Licht, deutlich langsamer abnimmt als dann, wenn eine Leuchtstofffolie verwendet wird, die nicht im erfindungsgemäßen Strahlungs- konverter angeordnet ist. Das Gehäuse des Konverters besteht aus einer Vorderwand und einer Rückwand. Die Vorderwand ist die der UV emittierenden Strahlungsquelle zugewandte Wand, während die Rückwand die der Vorderwand gegenüber liegende Wand im Gehäuse ist, die von der UV emittierenden Strahlungsquelle abge- wandt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen sowohl die Vorderwand als auch die Rückwand aus Acrylatpolymer. Unter den Acrylatpolyrneren weisen insbesondere Polymethylmethacrylate wichtige Vorteile auf, beispielsweise sehr gute optische (hohe Transparenz im sichtbaren und UV-Bereich) und thermische Eigenschaften (hohe Wärmeformbeständigkeit). Außerdem sind sie preiswert. Diese Materialien werden üblicherweise für Fenster in Sonnenliegen und anderen Beleuchtungskörpern, sofern keine zu hohe thermische Belastbarkeit gefordert wird, sowie in Gewächshäusern eingesetzt.
Von der UV emittierenden Strahlungsquelle stammende Strahlung wird zuerst durch die UV-durchlässige Vorderwand im Gehäuse geleitet und trifft nach
Durchtritt durch die Flüssigkeitskammer auf die Leuchtstoffschicht. Sofern nach Durchtritt der Strahlung durch die Leuchtstoffschicht in geringem Umfange noch UV-Anteile enthalten sind, werden diese in der UV-undurchlässigen Rückwand absorbiert. Damit wird vermieden, dass UV-Strahlung die zu behandelnden Kör- perpartien erreicht.
Geeignete UV-durchlässige Acrylatmaterialien sind beispielsweise in
EP 0 016 870 A1 , EP 0 164 663 A2 und WO 02/14388 A1 offenbart. Danach kann eine auch über einen längeren Zeitraum beständige UV-Durchlässigkeit des Acrylatmaterials zum einen dadurch erreicht werden, dass die Polymerisation der zugrunde liegenden Acrylmonomere in Gegenwart eines sterisch gehinderten Amins der dort genannten Formel I durchgeführt wird. Für derartige sterisch gehinderte Amine sind vor allem Diester von 2,2,6,6-Tetramethyl-pipe- ridyl-4-Derivaten von aliphatischen Dicarbonsäuren geeignet, insbesondere Di- (2,2,6,6-tetramethyl-piperidyl-4)-sebacat (EP 0 016 870 A1 ). Zum anderen kann diesen Materialien UV-Stabilität auch dadurch verliehen werden, dass der Kunststoff zusätzlich einen aliphatischen, mit Polymethylmethacrylat verträgli- chen und über 120°C beständigen Weichmacher enthält. Derartige Weichmacher sind beispielsweise Verbindungen mit einer oder mehreren Ester-, Ether- oder Hydroxyfunktionen, insbesondere Diethyladipat, Diethylenglykolmono- methylether und Glycerintriacetat (EP 0 164 663 A2). Schließlich kann der Po- lymerisationsmischung auch eine so genannte aktive Komponente zugegeben werden, um die UV-Stabilität weiter zu verbessern. Als aktive Komponenten werden insbesondere Alkohole, Wasser, Vinylverbindungen oder Butyllactat genannt (WO 02/14388 A1 ).
Die UV-Undurchlässigkeit der Rückwand ist dadurch erreichbar, dass dem Reaktionsgemisch vor der Polymerisation ein UV-Absorber zugegeben wird. Ein derartiger Absorber kann beispielsweise ein Bestandteil des durch Polymerisation herzustellenden Polymergerüstes sein, beispielsweise Styrol, Divinylbenzol oder eine andere aromatische Verbindung, die mit den Acrylmonomeren poly- merisierbar ist. Anstelle dieser UV absorbierenden Gerüstmonomere können auch andere UV absorbierende Stoffe vorzugsweise zum Reaktionsgemisch zugegeben werden, wie beispielsweise Benzotriazol- und Benzophenon-Deriva- te.
Das Acrylatpolymer, aus dem die Vorderwand und die Rückwand hergestellt sind, kann entweder ein Homopolymer, ein Copolymer oder ein Blockpolymer von Acrylatmonomeren sein. Die Acrylatpolymere sind insbesondere Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Alkylacrylate und Alkylmeth- acrylate. Es handelt sich hierbei insbesondere um Polymethylmethacrylat sowie um die Copolymere von Methylmethacrylat mit Alkylacrylaten, insbesondere Methylacrylat und Ethylacrylat.
Die Leuchtstoffschicht kann in das Gehäuse entweder als freitragende Folie beim Zusammenbau eingebracht oder als Schicht auf eine der Wände aufge- bracht werden. Da derartige Folien kommerziell verfügbar sind, ist die Verwendung einer Leuchtstofffolie vorzuziehen. Grundsätzlich kann die Schicht aber auch durch ein Auftragsverfahren auf der Wandoberfläche vor der Montage des Gehäuses gebildet werden, beispielsweise durch Aufrakeln, Siebdrucken, Vorhanggießen, Spin-Coating oder ein anderes bekanntes Verfahren, wobei eine flüssige Form des Materials für die Schicht verwendet wird, etwa eine Lösung, Emulsion oder Dispersion.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Leuchtstoffschicht an der Rückwandfläche anliegend in das Gehäuse eingebracht. In diesem Falle werden zunächst die Vorderwand und die Flüssigkeitskammer im Gehäuse im Betrieb von der Strahlung durchstrahlt, bevor diese auf die Leuchtstoffschicht auftrifft. Grundsätzlich kann die Leuchtstoffschicht aber auch an der Vorderwand-Innenseite anliegend in das Gehäuse eingebracht werden. In diesem Falle trifft die Strahlung nach dem Durchtritt durch die Vorderwand direkt auf die Schicht, bevor sie durch die Flüssigkeitskammer durchtritt. In beiden Fällen grenzt die Leuchtstoff Schicht an die Flüssigkeitskammer an. Die Alternative, bei der die Schicht an der Rückwand anliegend in das Gehäuse eingebracht wird, weist den Vorteil auf, dass die Schicht nicht so schnell altert wie dann, wenn die Leuchtstoffschicht an der Vorderwand anliegend in das Gehäuse eingebracht wird. Grundsätzlich ist auch der Fall denkbar, dass die Schicht als Folie ausgebildet ist und in der Flüssigkeitskammer freihängend aufgespannt ist, ohne mit einer der beiden Wände in Kontakt zu stehen. In diesem Falle kann es erforderlich sein, zur mechanischen Versteifung der Folie entweder einseitig oder beid- seitig an die Folie anliegend ein Verstärkungsgitter vorzusehen, das in dem Strahlungskonverter stabil verankert ist und selbst eine große Steifigkeit aufweist. Dieses Gitter sollte nur einen sehr kleinen Flächenanteil der Folie abde- cken, um einen merklichen Intensitätsverlust zu vermeiden.
Die Leuchtstoffschicht besteht vorzugsweise aus einem Silikonelastomer mit eingelagerten Leuchtstoffpartikeln. Durch die Ausbildung der Leuchtstoffschicht als Folie aus Silikonelastomer mit eingelagerten Leuchtstoffpartikeln können zum einen Folien ausreichender Dicke mit einer genügend hohen Leuchtstoffkonzentration hergestellt werden, Zum anderen sind die Leuchtstoffpartikel luft- und wasserfrei in dem Silikonelastomer vernetzt, so dass diese keinem Alte- rungsverhalten ausgesetzt sind. Wegen des hydrophoben Charakters der Silikonelastomere kann Feuchtigkeit in diese Materialien praktisch nicht eintreten, so dass die feuchteempfindlichen Leuchtstoffe nicht geschädigt werden.
Anstelle von Silikonelastomeren können aber selbstverständlich auch andere Polymere für die Leuchtstoffschicht eingesetzt werden, beispielsweise transparentes PVC und Polyfluoralkylene, insbesondere Polytetrafluorethylen (Teflon" ).
Die Silikonelastomerschicht wird vorzugsweise durch radikalische Additionspo- lymerisation in Gegenwart der einzubettenden Leuchtstoffpartikel hergestellt. Im Gegensatz zu einer Polykondensationsreaktion werden bei einer Additionspolymerisation nämlich praktisch keine schädlichen Nebenprodukte frei, beispielsweise Wasser, die die Funktion der Leuchtstoffpartikel beeinträchtigen könnten. Die Ausgangsprodukte für die Polymerisation sind insbesondere Hydroxypoly- diorganosiloxane und Organohydrogensiloxane, die in Gegenwart eines Katalysators miteinander zur Reaktion gebracht werden, wobei ein vernetztes Polymerisationsprodukt entsteht. Als Hydroxypolydiorganosiloxane aus verschiedenen Polymeren werden insbesondere Stoffe mit einer Mindestviskosität von 1000 Centipoise eingesetzt, wobei es sich hierbei vorzugsweise um Hydroxypo- lydimethylsiloxan und dessen Copolymere mit Phenyimethylsiloxan und/oder Polymethyl-3,3,3-trifluorpropylsiloxan handelt. Das Organohydrogensiloxan enthält mindestens zwei Wasserstoffatome pro Siloxaneinheit, wobei auch in diesem Falle sowohl Homo- als auch Copolymere eingesetzt werden können. Der Katalysator kann insbesondere eine Platinverbindung, vorzugsweise Platinchlo- rid oder Chlorplatinsäure, sein. Durch Verwendung des Platin katalysators kann die Polymerisationsreaktion bei Raumtemperatur durchgeführt werden, so dass die während der Polymerisation anwesenden Leuchtstoffpartikel nicht thermisch beansprucht und dadurch geschädigt werden.
Die Leuchtstoffpartikel in der Schicht sind vorzugsweise kristallin. Als besonders geeignet hat sich ein mit Europium(II)-lonen dotiertes Strontiumpyrophos- phat (Sr2P207:Eu2+) herausgestellt. Mit diesem Leuchtstofftyp kann UV-Strah- lung in blaues Licht konvertiert werden. Um die UV-Strahlung auch in sichtbares Licht mit anderer spektraler Verteilung umzuwandeln oder auch aus anderen Gründen, können auch andere Leuchtstoffe eingesetzt werden. In einer besonders geeigneten Ausführungsform ist die Leuchtstoffschicht so ausgebildet, dass sie in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Leuchtstoffpartikel enthält. Dies ist dann von Vorteil, wenn der zu behandelnde Patient gleichzeitig in unterschiedlichen Bereichen mit Licht unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung bestrahlt werden soll. Mit derartigen Anordnungen können Körperpartien in schnellem Wechsel auch mit Licht unterschiedlicher spektraler Verteilung bestrahlt werden.
Die Leuchtstoffschicht hat vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 10 bis 800 μm, besonders bevorzugt von 100 bis 600 μm, wobei die Dicke einer der Parameter für die Optimierung des Wirkungsgrades der Strahlungserzeugung ist. Der Wirkungsgrad hängt im Wesentlichen von der Flächendichte des
Leuchtstoffes in der Schicht ab. Diese sollte im Bereich von 1 bis 20 mg/cm2 liegen. Besonders vorteilhaft sind Flächendichten im Bereich von 3 bis 6 mg/cm2.
Einen wesentlichen Einfluss auf die Wirksamkeit der Strahlungserzeugung haben die geometrischen Verhältnisse im Strahlungskonverter: Werden die Gehäusewände beispielsweise nicht in Form von ebenen Platten sondern gekrümmt ausgebildet, so wird nur eine sehr geringe Strahlungsleistung im sichtbaren Bereich erreicht. Die Ursache hierfür ist nicht bekannt. Werden die Vor- derwand und die Rückwand dagegen als Platten ausgebildet, so wird eine wesentlich verbesserte Strahlungsleistung erreicht. Eine optimierte Abstrahlung wird dann ermöglicht, wenn die Vorderwand und die Rückwand planparallele Flächen zueinander bilden. Die Dicke der Flüssigkeitskammer liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 - 5 mm. Sie beträgt besonders bevorzugt 2 mm.
Die Flüssigkeitskammer im Strahlungskonverter wird mit mindestens einer Kühlflüssigkeit gefüllt. Als Kühlflüssigkeiten werden vorzugsweise Substanzen ver- wendet, die ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend Silikonöle und Wasser, wobei sich Silikonöle als noch geeigneter als Wasser erwiesen haben. Im Falle von Wasser als Kühlflüssigkeit sinkt die Strahlungsleistung in Ruhephasen, d.h. wenn keine Strahlung auf den Konverter fällt, mit der Zeit ab. Es ist beobachtet worden, dass sich in diesen Ruhephasen Gasbläschen und eine Trübung in der Flüssigkeit bilden. Um die Gasbläschen zu entfernen, kann ein viskoelastischer Bereich in mindestens einer der beiden Wände vorgesehen sein, beispielsweise ein Gummistopfen, der sich durch die gesamte Dicke dieser Wand hindurch erstreckt. Die Gasbläschen können dann mit einer Spritze, die durch den Stopfen gestochen wird, abgezogen werden.
Die Abstimmung der Brechungsindizes der Kühlflüssigkeit, des Materials für die Leuchtstoffschicht und der Materialien für die Wände aufeinander ist für die Intensität der aus dem Strahlungskonverter austretenden Strahlung im sichtbaren Bereich sehr wichtig:
Da die in der Leuchtstofffolie erzeugte Strahlung isotrop abgestrahlt wird, wird etwa die Hälfte der Strahlung auch in Richtung der UV emittierenden Strahlungsquelle zurück gestrahlt. Um diesen Anteil zugunsten der in Richtung der zu behandelnden Körperpartie abgestrahlten Strahlung zu vermindern, können die Brechungsindizes der genannten Materialien so aufeinander abgestimmt werden, dass zumindest ein Teil der Strahlung aus der Leuchtstoff Schicht in Richtung der Strahlungsquelle durch Totalreflexion nicht austreten kann und ein entsprechender Austritt in Richtung der Körperpartie nicht durch Totalreflexions- effekte behindert wird. Wird die Schicht beispielsweise an der Rückwand anliegend in das Gehäuse eingebracht, so sollte der Brechungsindex des Materials der Rückwand größer sein als der der Leuchtstoffschicht und letzterer wiederum größer als der der Kühlflüssigkeit. Die in diesem Falle von der UV emittierenden Strahlungsquelle kommende Strahlung kann unabhängig von den jewei- ligen Brechungsindizes problemlos durch die Vorderwand in die Kühlflüssigkeit und von dort in die Leuchtstoffschicht gelangen, da diese Strahlung gerichtet ist, so dass Totalreflexion an den Grenzflächen zwischen der Vorderwand und der Kühlflüssigkeit und zwischen der Kühlflüssigkeit und der Leuchtstoffschicht durch geeignete Strahlungsführung, insbesondere durch im Wesentlichen senkrechtes Bestrahlen des Strahlungskonverters mit der UV-Strahlung, vermieden werden kann.
In gleicher weise können die Brechungsindizes der genannten Materialien auch dann in geeigneter Weise aufeinander abgestimmt werden, wenn die Leuchtstoffschicht an der Vorderwand anliegend in das Gehäuse eingebracht ist oder wenn die Schicht in Form einer Folie frei hängend in der Kühlflüssigkeit aufge- spannt ist. In letzterem Falle kann die Intensität der aus dem Strahlungskonverter austretenden Strahlung auch durch geeignete Wahl der Kühlflüssigkeiten in den beiden durch die Folie gebildeten Flüssigkeitskammern dadurch optimiert werden, dass unterschiedliche Flüssigkeiten mit geeigneten Brechungsindizes im Verhältnis zu denen der Materialien der Leuchtstoffschicht und der beiden Wände ausgewählt werden.
Die Vorderwand und die Rückwand können zum flüssigkeitsdichten Abschluss der Flüssigkeitskammer in deren Randbereichen stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Beispielsweise kann die eine der beiden Wände einen randsei- tigen Randvorsprung aufweisen, auf den die andere Wand aufgesetzt wird. An den Verbindungsflächen werden die beiden Wände dann miteinander verbunden, beispielsweise verklebt, vorzugsweise mit einem Acrylkleber. Je nach Art der Leuchtstoff Schicht kann sich diese auch in den Bereich der Verbindungsflächen hinein erstrecken, so dass die beiden Wände über die Schicht miteinander verbunden werden.
Um zu vermeiden, dass die Verbindungsstellen von der Strahlung beeinträchtigt werden, kann die Vorderwand zu deren Abschattung in den Randbereichen mit einer Maske versehen werden, so dass die Strahlung nicht direkt auf die Ver- bindungsstellen fällt. Die Maske kann entweder ein gegen die Strahlung beständiger Schutzlack sein, der strahlungsundurchlässig ist, oder ein Abdeckrahmen, der auf das Strahlungskonvertergehäuse aufgeklemmt wird. Weiterhin kann eine Wechselhalterung für das Gehäuse vorgesehen sein. Dadurch wird ein leichter Austausch oder Ersatz des Gehäuses durch ein neues Gehäuse ermöglicht, etwa wenn die Wirksamkeit der Leuchtstoffschicht durch die Strahlung bereits beeinträchtigt ist und die Schicht durch eine andere ausgetauscht werden muss oder wenn eine Leuchtstoffschicht mit anderen Leuchtstoffen zur Erzeugung einer Strahlung mit einem anderen Spektralbereich oder mit anderen Bestrahlungsstärken eingesetzt werden soll. Die Wechselhalterung kann vorteilhaft unmittelbar mit der UV emittierenden Strahlungsquelle verbun- den sein. Dadurch wird eine kompakte Bauweise erreicht. Außerdem ist der Konverter dadurch in unmittelbarer Nähe zur Strahlungsquelle angeordnet, so dass der Konverter auch eine geringe Baugröße haben kann, da der Strahlungsquerschnitt in der Nähe der Strahlungsquelle kleiner ist als in größerer Entfernung von dieser.
Für bestimmte Behandlungsarten kann es vorteilhaft sein, die bestrahlten Körperpartien topisch mit Sauerstoff zu spülen. Zur Wirkung der Sauerstoffbehand- lung wird auch auf DE 101 23 926 A1 verwiesen. Dadurch wird der Sauerstoff- gehalt in den zu behandelnden Körperpartien erhöht, was wiederum die Bildung von therapeutisch wirksamen reaktiven 02-Spezies erhöht. Für diesen Fall kann der Strahlungskonverter eine glockenförmige Ausbildung an der Rückwand haben. Der Konverter wird in diesem Falle auf die zu behandelnde Körperpartie aufgesetzt, so dass sich zwischen der glockenförmigen Rückwand und der Körperpartie ein Hohlraum bildet, der mit Sauerstoff geflutet werden kann. Für die- sen Zweck ist an der glockenförmigen Rückwand ein Zuführstutzen für Sauerstoff vorgesehen. Durch diese Ausführungsform wird ebenfalls eine sehr kompakte Bauform erreicht. Falls der Strahlungskonverter zusätzlich mit einem Kühlkreislauf für die Kühlflüssigkeit ausgebildet ist, können die UV emittierende Strahlungsquelle und der Strahlungskonverter in der kompakten Bauform über die Glocke direkt auf die zu behandelnde Körperpartϊe aufgesetzt werden, ohne dass zu befürchten ist, dass die Körperpartie durch übermäßige Wärmeentwicklung geschädigt wird. Die nachfolgenden Figuren dienen zur Veranschaulichung der Erfindung. Die Figuren zeigen: Fig. 1a: einen seitlichen Schnitt durch das Gehäuse eines Strahlungskonverters, Fig. 1 b: eine Draufsicht auf das Gehäuse des Strahlungskonverters, Fig. 2: einen seitlichen Schnitt durch eine Bestrahlungsanordnung.
In Fig. 1 a ist ein seitlicher Schnitt durch das Gehäuse 1 eines Strahlungskonverters gezeigt. Fig. 1 b zeigt eine Draufsicht auf dieses Gehäuse 1. Das Gehäuse 1 besteht aus einer UV-durchlässigen Vorderwand 3 und einer UV-undurchlässigen Rückwand 4. Die beiden Wände bestehen aus Polymethylmeth- acrylat. Die Vorderwand 3 weist in den Randbereichen 6 einen Randvorsprung 3a auf, die sich über die gesamten Randbereiche 6 erstreckt. Die Vorderwand 3 liegt mit den Stirnflächen des Randvorsprungs 3a auf den entsprechenden Randbereichen 6 der Rückwand 4 auf. Dort sind die beiden Wände 3,4 miteinander flüssigkeits- und gasdicht verklebt. Durch die dadurch geschaffene stoffschlüssige Verbindung an der Verbindungsstelle 7 der Vorderwand 3 mit der Rückwand 4 wird eine Kammer 5 gebildet. Diese Kammer 5 ist mit Silikonöl, beispielsweise mit Baysilone -Öl-M (Bayer), gefüllt.
Auf der Rückwand 4 ist im Bereich der Kammer 5 eine Leuchtstofffolie 2 befestigt, die aus einem Silikonelastomer und Leuchtstoffpartikeln aus Sr2P407:Eu2+ besteht, um vorzugsweise eine gewünschte Emission im Bereich von 400 bis 500 nm zu erhalten.
In den Randbereichen 6 ist eine Maske 8 auf die Vorderwand 3 aufgeklemmt. Diese Maske 8 ist als profiliertes Federblech ausgebildet, das die Randbereiche zumindest soweit überspannt, dass das Gehäuse 1 im Bereich der Verbindungsstellen 7 gegen Strahlung, die auf das Gehäuse 1 trifft, abgeschattet wird. Das profilierte Blech 8 ist an den äußeren Rändern so umgebogen, dass es die Vorderwand 3 klemmend umgreifen kann, wenn es auf diese aufgesteckt ist.
Um Gasbläschen aus der Kammer 5 zu entfernen, ist außerdem ein viskoelasti- scher Bereich 9 (eingeklebter Stopfen) in der Rückwand 4 vorgesehen, durch den beispielsweise eine Spritze geführt werden kann, um das Gas abzuziehen.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Bestrahlungsanordnung im Querschnitt von der Seite gesehen. Das Gehäuse 1 ist mit dem in den Fig. 1a und 1 b gezeigten Gehäuse 1 weitgehend identisch. Daher betreffen gleiche Bezugsziffern im Wesentlichen auch gleiche Elemente. Auf die entsprechende Figurenbeschreibung wird Bezug genommen.
Im Unterschied zu der in den Fig. 1 a und 1 b gezeigten Ausführungsform ist die Maske 8 in diesem Falle in die Wechselhalterung 10 integriert. Die Wechselhalterung 10 weist zu diesem Zweck in den Randbereichen der Vorderwand Vorsprünge auf, die die Verbindungsstellen 7 gegen die Strahlung abschatten.
Das Gehäuse 1 wird zusammen mit einer UV emittierenden Strahlungsquelle 11 in einer Wechselhalterung 10 gehalten. Das Gehäuse ist hierzu in zur Seite hin offenen Führungsschienen 17 eingeschoben und kann somit leicht ausgetauscht werden. Die UV emittierende Strahlungsquelle 1 1 ist in der Wechselhalterung 10 ebenfalls austauschbar gehalten, wobei die hierzu vorgesehenen Hai- teelemente in der Fig. 2 nicht gezeigt sind. Es ist lediglich schematisch ange- deutet, dass die Strahlungsquelle 11 in der Wechselhalterung 10 befestigt ist. Bezugszeichenliste:
1 Gehäuse des Strahlungskonverters 2 Leuchtstofffolie 3 Vorderwand des Gehäuses 1 mit dem Randvorsprung 3a (Fig. 2) 4 Rückwand des Gehäuses 1 5 Flüssigkeitskammer 6 Randbereiche der Vorderwand 3 und der Rückwand 4 7 Verbindungsstelle 8 Maske 9 Viskoelastischer Bereich (Stopfen) 10 Wechselhalterung 1 1 UV emittierende Strahlungsquelle

Claims

Patentansprüche:
1. Strahlungskonverter, insbesondere für eine UV emittierende Strahlungsquelle, umfassend eine Leuchtstoffschicht dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtstoffschicht (2) in einem von von der Strahlungsquelle emittierter UV-Strahlung durchstrahlbaren Gehäuse (1 ) angeordnet ist, das a. eine Vorderwand (3) aus UV-durchlässigem Material und b. eine Rückwand (4) aus UV-undurchlässigem Material auf der der Vorderwand (3) gegenüber liegenden Seite des Gehäuses (1 ) aufweist, c. wobei eine Flüssigkeitskammer (5) zwischen der Vorderwand (3) und der Rückwand (4) gebildet wird und d. die Leuchtstoffschicht (2) zwischen der Vorderwand (3) und der Rückwand (4) angeordnet ist
2. Strahlungskonverter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtstoffschicht (2) in Form einer Folie vorliegt.
3. Strahlungskonverter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtstoffschicht (2) auf der Rückwand (4) aufliegt und an die Flüssigkeitskammer (5) angrenzt.
4. Strahlungskonverter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtstoffschicht (2) aus Silikonelastomer mit eingelagerten Leuchtstoffpartikeln besteht.
5. Strahlungskonverter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtstoffschicht (2) in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Leuchtstoffpartikel enthält.
6. Strahlungskonverter nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die eingelagerten Leuchtstoffpartikel aus Sr2P2θ7:Eu2+ bestehen.
7. Strahlungskonverter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Silikonelastomer durch radikalische Additionspolymerisation hergestellt ist.
8. Strahlungskonverter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderwand (3) und die Rückwand (4) planparallele Flächen bilden.
9. Strahlungskonverter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitskammer (5) mit mindestens einer Kühlflüssigkeit gefüllt ist.
10. Strahlungskonverter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kühlflüssigkeit ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Silikonöle und Wasser.
11. Strahlungskonverter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderwand (3) und die Rückwand (4) aus Ac- rylatpolymer bestehen.
12. Strahlungskonverter nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Acrylatpolymer ein Homo-, Co- oder Blockpolymer von Acrylatmo- nomeren ist, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Alkylacrylate und Alkylmethacrylate.
13. Strahlungskonverter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderwand (3) und die Rückwand (4) zum flüssigkeitsdichten Abschluss der Flüssigkeitskammer (5) in deren Randbereichen (6) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
14. Strahlungskonverter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung eine Verklebung ist.
15. Strahlungskonverter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderwand (3) zur Abschattung von Verbindungsstellen (7) der beiden Wände in den Randbereichen (6) mit einer Maske (8) versehen ist.
16. Strahlungskonverter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein viskoelastischer Bereich (9) in mindestens einer der beiden Wände (3,4) vorgesehen ist, der sich durch die gesamte Dicke dieser Wand (4) hindurch erstreckt.
17. Strahlungskonverter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er außerdem eine Wechselhalterung (10) für das Gehäuse (1 ) aufweist.
18. Bestrahlungsanordnung, umfassend eine UV emittierende Strahlungsquelle (11 ) und eine Leuchtstoffschicht (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungskonverter nach einem der Ansprüche 1 - 17 im Strahlen- gang der UV emittierenden Strahlungsquelle (11 ) angeordnet ist.
19. Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungskonverter in einer Wechselhalterung (10) gehalten wird, die mit der UV emittierenden Strahlungsquelle (11 ) verbunden ist.
PCT/EP2004/012240 2003-11-03 2004-10-26 Strahlungskonverter und den konverter enthaltende bestrahlungsanordnung WO2005042100A1 (de)

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DE502004009098T DE502004009098D1 (de) 2003-11-03 2004-10-26 Strahlungskonverter und den konverter enthaltende bestrahlungsanordnung
EP04791004A EP1682224B1 (de) 2003-11-03 2004-10-26 Strahlungskonverter und den konverter enthaltende bestrahlungsanordnung
US10/577,207 US8089057B2 (en) 2003-11-03 2004-10-26 Radiation converter and irradiation arrangement containing said converter

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