308-nm-Excimerlaser

Bei dem 308-nm-Excimerlaser auch XeCl-Excimerlaser genannt oder genauer 308-nm-XeCl-Excimerlaser, handelt es sich um einen Excimerlaser auf Basis von Xenonchlorid (XeCl) dessen Wellenlänge von 308 nm^[1] beträgt (Ultraviolettstrahlung). Er wird vor allem gezielten zur Therapie erkrankter Hautpartien bei UV-sensiblen Hautkrankheiten, insbesondere bei Psoriasis, chronischen Ekzemen (Neurodermitis) und Vitiligo (Weißfleckenkrankheit) eingesetzt. Ende der 1990er Jahre finden sich erste Veröffentlichungen einer ungarischen Arbeitsgruppe zur Excimerlaser-Therapie der Hautkrankheiten.

Physikalische Grundlagen

Ein 308-nm-XeCl-Excimerlaser ist ein spezieller Gaslaser auf Basis des „Excimers“ Xenonchlorid (XeCl). Als Gas wird beispielsweise ein Gemisch auch 4–5 mbar Chlorwasserstoff (HCl), 80 mbar Xenon (Xe), 2,4 bar Helium (He) als Puffergas, das heißt ein Helium-Gemisch mit wenigen Prozent HCl und Xe.^[2] Das Wort „Excimer“ ist ein Akronym. Es steht für excited dimer und beschreibt ein nur im elektronisch angeregten Zustand existierendes, instabiles zweiatomiges Molekül. Das instabile Molekül Xenonchlorid zerfällt schnell in seine beiden Bestandteile Xenon und Chlorid. Dabei wird ein Photon mit einer ultravioletten Wellenlänge von 308 nm emittiert. Der Laser gibt in schneller Folge (200 Hz) ca. 60 ns kurze Mikroimpulse ab, die durch zeitliche Summation die gewünschte Energiedichte ergeben. Jeder Mikroimpuls hat dabei eine Energie von ca. 3–7 mJ.

Siehe auch: Excimerlaser

Einsatzgebiete

Medizin

Mit einer Wellenlänge von 308 nm emittiert der XeCl-Excimerlaser im Bereich des optimal antipsoriatisch wirksamen Spektrums (300–313 nm) und wird daher in der Dermatologie für die bewährten 311-nm-Schmalband-UVB-Therapie eingesetzt. Im Gegensatz zur konventionellen UV-Lichttherapie ist mit dem 308-nm-XeCl-Excimerlaser eine gezielte Bestrahlung der erkrankten Hautareale möglich, während die nicht betroffene Haut von der UVB-Strahlenexposition verschont bleibt. Durch die Lasertechnologie und die präzise Bestrahlung können Dermatosen mit höheren Energiedosen gegenüber einer Ganzkörperphototherapie behandelt werden, wobei gleichzeitig eine Reduktion der Zahl der Bestrahlungssitzungen und der aufsummierten Gesamtkörperbestrahlungsdosis erreicht wird.

Obwohl bezüglich möglicher Langzeitnebenwirkungen derzeit noch keine aussagekräftigen Daten vorliegen, ist davon auszugehen, dass durch die Schonung der nicht befallenen Haut das Risiko unerwünschter Bestrahlungswirkungen wie vorzeitige Hautalterung und Hautkrebsentstehung gegenüber Ganzkörperbestrahlungen reduziert werden kann. Durch die gezielte Bestrahlung nur der psoriatischen Plaques wird die gesunde Haut geschont; eine Reduktion von Hautalterung und Photokarzinogenese ist gegenüber der konventionellen Ganzkörperphototherapie langfristig zu erwarten.

Da die Therapie mit dem 308-nm-Excimerlaser eine Weiterentwicklung der bereits seit Jahrzehnten bewährten UVB-Lichttherapie darstellt, sind prinzipiell alle Hautkrankheiten, die erfolgreich mit UVB-Licht behandelt werden können, auch besonders geeignet für die Behandlung mit dem 308-nm-Excimerlaser. Die Gewebewechselwirkungen sind vergleichbar denen der Schmalspektrumtherapie mit 311–313 nm. Beim Excimerlaser konnte jedoch eine verstärkte Induktion der T-Zell-Apoptose beobachtet werden, woraus die höhere Ansprechrate und schnellere Wirksamkeit begründet wird. Obwohl bei der Lasertherapie im Vergleich zur konventionellen Ganzkörperphototherapie Einzeltherapiedosen durchaus zwischen 800 mJ/cm² und 2.000 mJ/cm² appliziert werden, erreicht die kumulative Bestrahlungsdosis aufgrund der wesentlich kürzeren Gesamtbehandlungsdauer nur ca. 50 % einer 311-nm-Schmalspektrumtherapie, bei der Gesamtenergiedosen von mehr als 20 J/cm² erzielt werden.

Eine Zulassung der US-amerikanischen Food and Drug Administration besteht seit dem Jahr 2000 für die Indikationen Psoriasis, Neurodermitis und Vitiligo. Erfolgreich eingesetzt werden kann der 308-nm-Excimerlaser bei sämtlichen UVB-sensiblen Dermatosen wie Psoriasis vulgaris (Schuppenflechte), Psoriasis pustulosa palmoplantaris und inversa, Atopisches Ekzem (Neurodermitis), chronische Hand- und Fußekzeme, Kopfekzem, Vitiligo, Hypopigmentierungen (im Narbenbereich, bei Striae distensae, posttraumatisch, laserinduziert), Alopecia areata, Akne, periorale Dermatitis, Lichen vidal, Lichen ruber planus (Knötchenflechte), Parapsoriasis en plaque, u. a. Für die Behandlung der Psoriasis ist die Therapie mit dem 308-nm-Excimerlaser in die S3-Psoriasis-Leitlinie aufgenommen worden.

Weitere Einsatzgebiete

Neben dem Bereich der Medizin werden XeCl-Eximerlaser auch als Pumplaser für Farbstofflaser genutzt, da das emittierte Licht mit einer Wellenlänge von 308 nm im Bereich der Absorptionsbanden vieler Laserfarbstoffe liegt, beispielsweise Cumarin-307.^[3] Prinzipiell eigenen sie sich auch als Strahlungsquelle für die Fotolithografie.^[4] Entsprechende Systeme konnten sich aber weder in Industrie noch in Bereich der Forschung durchsetzen und haben praktisch keine Bedeutung, da beim Umstieg auf kleinee Wellenlängen (für ein höheres Auflösungsvermögen) von der i-Linie (348 nm) von Quecksilberdampflampen direkt zu KrF-Excimerlasern (248 nm) überging. Weiterhin wurden vereinzelt auch kommerzielle XeCl-Lasersystem für andere Anwendungen im Bereich der Halbleiter- und der Mikrotechnik vorgestellt, beispielsweise für die thermische Ausheilung von Materialien, der Laserablation oder für Beschriftung von unterschiedlichen Materialien.^[5]

Literatur

• H. Grema, C. Raulin: Der Excimer-Laser in der Dermatologie und ästhetischen Medizin. In: Der Hautarzt 55, 2004, S. 48–56.

Einzelnachweise

1. ↑ Dirk Basting, Gerd Marowsky: Excimer laser technology. Springer, 2005, ISBN 9783540200567, S. 45 (Fluoreszenz- und Laserspektrum, auch im Vergleich zu KrF- und ArF-Excimerlasern).
2. ↑ Jürgen Eichler, Hans-Joachim Eichler: Laser: Bauformen, Strahlführung, Anwendungen. Springer, 2010, ISBN 978-3642104619.
3. ↑ Konrad Kleinknecht: Detektoren für Teilchenstrahlung. Vieweg +Teubner, 2005, ISBN 9783835100589, S. 87.
4. ↑ Dirk Basting, Gerd Marowsky: Excimer laser technology. Springer, 2005, ISBN 9783540200567, S. 16.
5. ↑ Dirk Basting, Gerd Marowsky: Excimer laser technology. Springer, 2005, ISBN 9783540200567, S. 85–88, 145, 199, 322.

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