論文：レーザー光生体調節療法（PBM）の外部照射アプローチ：多波長組織内照射

Innovative Laser Therapy in Chronic Wound Healing Disorders; Multi Wavelengths Transdermal and Interstitial Laser Therapy

…www.researchgate.net/publication/372951400_Innovative_Laser_Therapy_in_Chronic_Wound_Healing_Disorde

論文：慢性創傷治癒障害に対する革新的なレーザー療法；多波長経皮および間質レーザー療法（2023）

要旨

糖尿病の合併症の中でも最も重要なもののひとつに糖尿病性神経障害がある。これは、傷の治癒を妨げ、多くの困難や罹患率、死亡率につながり、微小血管および大血管疾患の究極的な結果である。と思われる。

多くの退行性プロセスを逆転させ、糖尿病患者の慢性創傷の治癒を助けるいくつかの高度な技術がある。

レーザー療法は、炎症期、(2)増殖期、(3)組織再構築期のすべての段階において創傷治癒を改善することが多くの研究で示されている。

16人の被験者は全員、切断が必要と診断されていた。全員が慢性の重度の創傷を患っており、全員が糖尿病性神経障害と診断されていた。この研究では、マルチ波長組織内レーザー療法と呼ばれる高度なレーザー療法が用いられた。400nm、450nm、530nm、630nm、808nmの波長を使用した。

創傷部位には経皮レーザー照射を、創傷部位の周囲には組織内レーザー照射を行った。組織内照射では、ファイバー先端での出力は50mWであった。経皮照射では、出力は100mWであった。レーザーは創傷表面で総エネルギー密度1J/cm²、創傷に隣接する部位で2J/cm²となるよう連続的に照射した。

経皮および間質レーザー照射の両方において、すべてのレーザー波長が各ポイントに適用された。患者は週2回、6週間治療を受けた。その結果、創傷治癒に迅速かつ決定的な効果が現れた。

すべての患者が痛みを感じ始め、炎症を起こした患部はかなり改善された。再生方法の組み合わせにより、さらなる調査を行うことができる。

画像（抜粋）

図1. 間質性多色レーザー療法は、他のレーザー
療法の波長を目的の部位に浸透させる

図4. 左上は、間質レーザー療法開始前の傷の状態。右上は、6週間後の結果。左下は、2週間後の結果、右下は、4週間後の結果。

図5. 左上は、間質レーザー療法開始前の傷の状態。右上は、4週間後の結果。左下は、6週間後の結果

図11。左上は、間質レーザー療法開始前の傷の状態。右上は、2週間後の結果。左下は、4週間後の結果　右下は、6か月後の結果

考察と結論

創傷治癒は複雑な治療法である。創傷が治癒し始めると、通常は完全に閉じ、治癒する。 しかし、急性および慢性の創傷治癒は、患者因子（すなわち、併存疾患）および/または創傷因子（すなわち、感染症）によって阻害される可能性がある。治癒が阻害された創傷は、標準的な創傷ケアが常に良好な治癒結果につながるわけではないため、再開することは困難であり、より高度な治療がしばしば使用される。糖尿病患者では、治癒システムに障害が生じている。代謝異常があり、再生能力が著しく損なわれている[3, 35, 36]。

過去数十年間に治療法として導入されて以来、さまざまな病態生理学的状態の治療におけるレーザーベースの療法の多波長使用は、世界中の研究者から大きな注目を集めている[10, 28]。それ以来、PBMの分野は急速に発展し、創傷治癒、筋肉や神経の損傷、炎症や痛みの軽減、機能回復、若返りなど、さまざまな症状の治療に広く使用されるようになり、再生医療の一環としても知られるようになった[3, 10, 14]。低出力レーザーは、タンパク質チロシンキナーゼ受容体（TPKR）を誘導し、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ（MAPK）を活性化して細胞増殖を誘導することが、複数の研究で示されている。PBMは、ELF4Eのリン酸化を介して増殖と細胞遊走を活性化することができる。PBMの適用は、カルシウムレベルを増加させ、それによって細胞増殖を促進することができる。PBM（632.5nm）の適用は、内皮細胞における内皮型一酸化窒素合成酵素の発現を増強し、それによって内皮細胞の増殖と移動を促進する。これは血管新生において重要である。 PBMは環状アデノシン一リン酸（cAMP）の増加につながり、増殖、生存、血管新生に関与する遺伝子の発現増加をもたらす[10, 14]。

異なる波長には、細胞レベルで自己修復、再生、治癒プロセスを誘発し促進する異なるメカニズムがある。

緑色レーザー光は照射されたミトコンドリアのATP生産を30%以上増加させる。

赤色レーザーは免疫システムを刺激し、マクロファージを活性化し、サイトカインやインターフェロンを放出する。

緑色レーザーは酸素供給量を増加させることができる。

青色のレーザーは一酸化窒素シグナル伝達により抗菌効果を高めることができる。532nmの波長を照射するとhADSCの創傷治癒能力を促進することができ、緑色には前臨床応用の可能性があることを示唆している。

ターゲットを絞ったPBMは、微小循環、血管新生、血管内皮増殖因子（VEGF）、微小循環、リンパ排水、抗菌/抗ウイルス/抗真菌効果、かゆみの緩和、局所栄養の増加とミトコンドリアレベルでのATP放出、再生の刺激（成長因子TGFβの変換）、RNA/DNA合成の増加、その他多くのプラス効果を高めることができる[10, 48, 53]。

レーザー療法は、レーザーを照射する代替方法を使用することで、創傷治癒に焦点を絞ることができる。レーザー療法は、再生医療としての光線力学的療法（PBM療法）と光線力学療法（PDT）という、全く異なるが補完的な2つの治療法に適用することができる。PDTは、レーザーまたは光の作用により、内因性のクロモフォアまたは外因的に供給された非毒性の光感受性物質を刺激し、周囲の酸素と反応させて活性酸素種（ROS）を生成する。活性酸素種（ROS）は感染性微生物を殺し、不要な組織を破壊する。 PBMに光感受性物質と酸素（静脈内またはチューブ）を加えたものは、PDTと消毒の後に使用することができる。内部の傷であれば、超音波ガイド下介入法を用いてレーザー治療を行うことができる。 間質レーザー療法では、レーザー波長を標的部位や組織に適用し照射することにほとんど制限はない。 問題が全身性のものであれば、静脈内レーザー照射や静脈内PDTを用いることができる。 そのため、滅菌済みの使い捨て光ファイバーを用いれば、より正確に組織を標的とすることができる[28, 33, 48]。

一般的に、赤色および近赤外光を用いたPBMは、その数多くの応用例から、有望な生物物理学的治療および再生療法と見なすことができる。しかし、より高度で、より的を絞った、より効果的な方法が望まれる場合は、組織内レーザーを用いた標的レーザー療法を介入方法として使用すべきである。赤色および赤外光療法は、急性および慢性の創傷治癒と再生の両方に対する潜在的な治療戦略として注目を集めている。しかし、この記事では、再生と修復における他の波長の光の生物学的役割に関するさらなる研究に焦点を当てた。我々は、容認できない副作用を伴う慢性の非治癒性皮膚創傷に対して、無痛で潜在的に非侵襲的で薬剤と同等の生物物理学的治療介入を今後も提供していく[20, 25, 26, 39, 53]。

このような非侵襲的な光線治療の開発は急務である。なぜなら、異なる波長で吸収ピークを持つさまざまな光感受性物質による、抗生物質耐性や望ましくない薬物副作用の可能性を回避するためである。

多くの研究における主な課題のひとつである、疾患ごとに異なる光学パラメータの標準化を解決するために、間質レーザー照射が使用できる。その理由は、経皮レーザー治療におけるさまざまな現象と、さまざまな組織の反応や標的部位への光の伝達にある。したがって、組織内間質レーザー治療では、これらの複雑な物理計算や考察を回避できる。我々の方法は、こうした制限をすべて取り除き、介入処置の一部として、目的の波長をすべて目標とする組織に目標とする用量で照射することを可能にする。したがって、我々の研究で多くの肯定的な効果を単純に得たように、異なる色の光の異なる利点を利用することができる。

PBMの細胞および分子レベルでの作用機序は、近年かなり明確に理解されるようになった。簡単に言えば、PBMの刺激効果は、主にミトコンドリア内に存在する細胞内クロモフォアによる青、緑、黄色、赤、および近赤外光子の吸収に基づいている。ミトコンドリア呼吸鎖の複合体1から複合体5までの複合体が関与しており、おそらくは ヘモグロビン、細胞の細胞膜の内側にあるクロモフォア、内因性酵素および電子伝達を変えることによって、ミトコンドリアの呼吸とATP生産を増加させる[54-56]。

多くの代謝現象、細胞、細胞小器官、ミトコンドリアの変化を検査する科学的証拠は数多くある。波長の有機的な有効性は、イオンチャネルに対するPBMに影響を与える。光はイオンチャネルに影響を与え、活性化される可能性があり、Ca+2が移動し、最終的に活性酸素種（ROS）、一酸化窒素（NO）、環状AMP（cAMP）およびCa+2によって媒介される様々な細胞内シグナル伝達経路の活性化によって、転写因子の活性化につながる可能性がある。タンパク質合成、細胞外マトリックス（ECM）の沈着、移動、増殖、抗炎症、移動性生存、アポトーシス抑制に関わる転写因子の活性化につながった[26, 55, 57]。

その一方で、より迅速かつ容易な再生プロセスを調査することが我々の目標であるため、再生方法の他の可能性も探求すべきである。将来的な仮説としては、エキソソーム療法、PRP療法、PBMを用いた幹細胞療法、特に多波長間質レーザー療法の応用が考えられる。

エキソソーム、成長因子、幹細胞、前駆細胞は、特にPBM療法に反応しやすいようである。CCOは、赤色（665nm付近）と近赤外（810nm付近）領域に明確な吸収帯を持つ。今後の研究では、幹細胞やエキソソームを傷のある部位またはその周辺に注入することを推奨する。標的とする多波長レーザー療法が必要な理由は、CCOの他にも、光受容体として作用する分子が多数提案されており、他の波長で励起されるものもあるからだ。 ユビキノール、フラビンおよびフラボプロテイン、遊離ポルフィリン、ヘモグロビン、ミオグロビンは、いずれも光子を吸収し、 光子を吸収し、青、緑、黄色などの他の波長に対する光化学反応および光生物学反応を媒介する可能性が示唆されている[10, 28, 33, 38, 53, 57, 58]。 エキソソーム、成長因子、幹細胞、および前駆細胞は、特にPBM療法に反応しやすいようである。CCOは、赤色（～665nm）および近赤外線（～810nm）の領域に明確な吸収帯がある。今後の研究では、幹細胞とエキソソームを傷口または傷口の近辺に注入することを推奨する。多波長レーザー療法が必要とされる理由は、CCO以外にも、光受容体として作用し、他の励起波長を持つ多くの分子が提案されているためである。ユビキノール、フラビンおよびフラビンタンパク質、遊離ポルフィリン、ヘモグロビン、ミオグロビンはすべて、青色、緑色、黄色などの他の波長で光子を吸収し、光化学反応および光生物学反応を媒介することが提案されている[32-34, 53]。

前述の通り、医療用PBMの適用において、それらがほとんど使用されず研究も進んでいない理由は、半侵襲的なレーザーの応用を経て、その技術が顧みられなくなったことにある。多くの研究が、前述の通り、スーパーパルスが彼のPBMにおいて重要な役割を果たしたことを示している。これは、特に深部組織への浸透（骨、腱、靭帯、軟骨で最大10cm）が必要な臨床応用において重要である。 しかし、この波長を使用すると、患者に対する他の波長の有益な効果が無視される[48-50]。

結局、本研究で議論したこと以外にも、幹細胞や成長因子の生存率に対するPBMの多くの重要な効果があり、それらは新しい有望な複合再生法につながる可能性がある[45, 53, 59]。我々は、間葉系幹細胞、PRP、エキソソームを注入し、異なる医療適応症に対して多波長間質レーザー療法を行い、ミトコンドリアを活性化させることは技術的に容易であることを強調した。高度な間質レーザー療法の力を、エキソソーム、幹細胞療法、血小板濃厚液（PRP）、静脈内微量栄養素療法、酸素療法などの他の再生医療と組み合わせることで、より良い臨床結果を達成し、患者の生活の質を改善できる可能性がある。

COVID-19管理におけるメチレンブルー光線力学不活化、光線力学的治療、経口メチレンブルーの組み合わせという新しいアプローチ：12ヶ月間の追跡調査を含むパイロット臨床研究

pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9686966/

この研究は、COVID-19患者に対してメチレンブルー光線力学的不活性化(MB-PDI)、光生体調節(PBM)、およびメチレンブルー経口投与を組み合わせた治療効果を評価したパイロット研究である。

若年性特発性関節炎に対する舌下レーザー血液照射の応用による革新と課題

onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2014/130417

舌下レーザー血液照射（SLBI）は、若年性特発性関節炎（JIA）を対象とした無作為化単盲検プラセボ対照試験で、疾患の寛解を誘導することを目的として適用された。

従来の治療に十分な反応を示さなかったJIAの子供105人が、疾患修飾薬（メトトレキサート）を投与され、無作為に3つのグループに割り当てられた。グループI（36名）は、3つの波長（635nm、536nm、405nm）で、それぞれ最大出力5mWのWeberneedle Lasershower Mouth ApplicatorによるSLBIを、連続モードで同時に、毎日20分間、1か月あたり7回連続で、7週間ごとに3回繰り返した。

グループII（36名）はSLBIのプラセボ投与を受けた。グループIII（33名）はメトトレキサートによる治療のみを受けた。評価は、試験登録時および8、16、24、48週目に、米国リウマチ学会小児基準（ACR Pedi）を用いて実施された。試験終了時、SLBI群ではACR Pedi 30が86.11%改善したが、グループIIでは61.11%、グループIIIでは60.6%にとどまり、それぞれ有意な統計的差異が認められた（P = 0.001）。SLBIは痛みを軽減し、運動制限のある関節の数を減らし、生活の質を向上させ、生物学的製剤の投与を回避することを可能にした。

Weber Medical GmbH（ドイツ、ラウエンフェルデ）のWeberneedle Lasershower Mouth Applicatorによる治療中の患者

舌下レーザー血液照射技術。