Beeinträchtigung des Regenerationspotenzials bei Diabetes mellitus

Beeinträchtigung des Regenerationspotenzials bei Diabetes mellitus

Autorin: Svetlana Pugach

Medizinischer Leiter des Bereichs Plasma Health Germany
Experte für Gasionisationstechnologien in der ästhetischen Medizin
Leiter der Fortbildungsprogramme von Plasma Health
Autor und Entwickler praktischer Anwendungsprotokolle für Gasionisationstechnologien



Normalerweise stellt der Heilungsprozess eines Wunddefekts eine perfekt synchronisierte biologische Symphonie dar, in der die Migration von Zellpopulationen, die Proliferationsaktivität und die Reorganisation der extrazellulären Matrix (ECM) einem strengen molekularen Szenario folgen. Die phasenweise Reparatur wird durch die präzise Reaktion des Rezeptorsystems der Zellen auf Kaskaden von Entzündungsmediatoren, Wachstumsfaktoren und Zytokinen gewährleistet. Bei einer für Diabetes mellitus charakteristischen langanhaltenden Hyperglykämie weicht diese Harmonie jedoch einem pathologischen Chaos. Eine verminderte periphere Sensibilität in Verbindung mit einer fortschreitenden Mikroangiopathie schafft ein Milieu, in dem die klassischen Regenerationsmechanismen blockiert werden.
Ein diabetisches Ulkus ist nicht einfach nur ein Gewebedefekt, sondern ein Zustand molekularer Anabiose, in dem die Wunde in der Phase der chronischen Entzündung „steckenbleibt“. Eine Störung der lokalen Mikrohämodynamik und systemischer metabolischer Stress führen dazu, dass die Mechanismen zur Reinigung der Wunde von nekrotischem Debris gegenüber den Synthesevorgängen überwiegen. Unter solchen Bedingungen erweisen sich traditionelle Methoden der lokalen Therapie oft als unwirksam, da sie nicht in der Lage sind, den tiefgreifenden Mangel an Signalmolekülen zu überwinden und das verlorene Gleichgewicht zwischen Abbau und Aufbau der Matrixstrukturen wiederherzustellen. Dies macht die Einführung von Technologien erforderlich, die in der Lage sind, das biochemische Profil des geschädigten Gewebes auf physikalisch-chemischer Ebene zu korrigieren.
Im Rahmen einer Reihe von Studien wurde bei Personen mit Diabetes mellitus eine Verringerung oder Verlangsamung der Synthese von Wachstumsfaktoren (9, 10), Störungen der Angiogenese (9), der Makrophagenfunktion (11) und der Kollagenakkumulation sowie eine Beeinträchtigung der Barrierefunktion der Epidermis und der Qualität des Granulationsgewebes (9) festgestellt 
Zudem wurden eine Desorganisation der Migrations- und Proliferationsprozesse von Keratinozyten und Fibroblasten, eine Verringerung der Anzahl der Nervenfasern in der Epidermis (12), eine Verlangsamung der Knochenreparatur sowie eine Störung des Gleichgewichts zwischen der Akkumulation von ECM-Komponenten und deren Remodellierung durch MMPs (13) festgestellt.
Wir werden die Prozesse im Normalzustand und bei Pathologien detailliert untersuchen, um die Möglichkeiten der regenerativen Medizin auf der Grundlage verfügbarer Forschungsquellen und klinischer Fallbeispiele zu bewerten. 
Die grundlegenden Phasen der Geweberegeneration unter normalen biologischen Bedingungen
Die Heilung von geschädigtem Gewebe ist eine äußerst komplexe biologische Symphonie, in der jeder molekulare Part zu einem genau festgelegten Zeitpunkt gespielt werden muss. Dieser Prozess ist nicht einfach die Summe von Zellteilungen – es handelt sich um eine hochkoordinierte Kaskade von Ereignissen, die auf die Wiederherstellung der anatomischen Integrität und der Funktionsfähigkeit des Gewebes abzielt. Die Grundlage der normalen Reparatur bildet die dynamische Interaktion zwischen Zellpopulationen, löslichen Mediatoren und Komponenten der extrazellulären Matrix (ECM).
Phase der Hämostase und Entzündungsauslösung – Der Regenerationszyklus wird in dem Moment ausgelöst, in dem die Integrität des Gefäßbettes gestört wird. Die primäre Hämostase wird durch die Aktivierung von Thrombozyten gewährleistet, die bei Kontakt mit subendothelialem Kollagen eine Degranulation durchlaufen. Aus den Alpha-Granula werden wichtige Chemoattraktoren wie der plättchenableitende Wachstumsfaktor (PDGF) und der transformierende Wachstumsfaktor Beta (TGF-beta) freigesetzt. Diese Moleküle dienen als biochemisches Signal, um Neutrophile und Monozyten in den Bereich der Verletzung zu locken. (14) 
Parallel dazu wird die Arachidonsäure-Kaskade in Gang gesetzt, die zur Synthese von Prostaglandinen und Leukotrienen führt, welche die Gefäßpermeabilität modulieren. Dies schafft die Voraussetzungen für die Leukozyten-Diapedese. In den ersten 24–48 Stunden dominieren Neutrophile, die durch Phagozytose und die Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) wie Superoxidanion (O₂⁻) und Hypochlorit (HOCl) die Rolle der „ersten Verteidigungslinie“ übernehmen und so für die Sterilisierung des Wundkanals sorgen.
Mit dem Abklingen der akuten Entzündung wechseln Makrophagen ihren Phänotyp von proinflammatorisch (M1) zu regenerativ (M2) und leiten die Proliferationsphase ein. Das zentrale Ereignis hierbei ist die Bildung von Granulationsgewebe – einem temporären Reparaturorgan. Unter dem Einfluss des vaskulären endothelialen Wachstumsfaktors (VEGF) kommt es zur „Knospenbildung“ neuer Kapillaren aus den erhaltenen Gefäßen (Angiogenese), was für die Versorgung der Zone des aktiven Anabolismus mit Metaboliten und Sauerstoff von entscheidender Bedeutung ist. Fibroblasten, die in die Defektzone wandern, aktivieren ihre synthetische Funktion und produzieren Typ-III-Kollagen, Glykosaminoglykane und Fibronektin. Stickstoffmonoxid (NO), das von endothelialen und induzierbaren NO-Synthasen synthetisiert wird, fungiert hier als universeller Regulator. Die chemische Reaktion der Umwandlung von L-Arginin in L-Citrullin unter Freisetzung von NO wird zum Katalysator der proliferativen Aktivität der Fibroblasten:
L-Arginin + O₂ + NADPH; unter Einwirkung von NOS entsteht als Reaktionsprodukt L-Citrullin + NO + NADP
Ein angemessener NO-Spiegel sorgt für eine Gefäßerweiterung und regt die Synthese von Matrixproteinen an, wodurch das Gerüst für das künftige Gewebe geschaffen wird.
Die Epithelisierung ist der entscheidende Schritt beim Verschluss eines Wunddefekts, der von den Keratinozyten die Fähigkeit zu einer koordinierten Wanderung erfordert. Der Prozess beginnt mit einer tiefgreifenden phänotypischen Umgestaltung der Zellen der Basalschicht, die sich an den Wundrändern befinden. Biochemischer Auslöser dieses Prozesses ist eine Veränderung der Kalziumionenkonzentration (Ca2+) sowie die Freisetzung von Wachstumsfaktoren – des epidermalen Wachstumsfaktors (EGF) und des Keratinozyten-Wachstumsfaktors (KGF). Um sich in Bewegung zu setzen, müssen die Keratinozyten die Kräfte der interzellulären Adhäsion überwinden. Unter dem Einfluss von Zytokinen (IL-1, TNF-alpha) kommt es zur Auflösung der Desmosomen und Hemidesmosomen. Der entscheidende Mechanismus hierbei ist die dynamische Umwandlung des Rezeptorsystems: Die stabilen Integrine alpha6beta4, die die Zelle an der Basalmembran fixieren, werden durch die migrationsfähigen Formen alpha5beta1 und alpha-vbeta6 ersetzt. Diese molekularen „Anker“ sorgen für eine vorübergehende Adhäsion an den Proteinen der Fibronektinbrücke und ermöglichen es den Zellen, sich über die Wundoberfläche zu bewegen. Den Weg für die Epithelschicht bereitet die Matrix-Metalloprotease-1 (MMP-1) vor, die als „molekulares Skalpell“ fungiert, indem sie Typ-I-Kollagen spaltet und physische Hindernisse beseitigt. Der Prozess endet mit dem Phänomen der Kontakthemmung: Bei der Begegnung von Keratinozyten von den gegenüberliegenden Rändern werden die interzellulären Verbindungen wiederhergestellt, was die vertikale Differenzierung und die Wiederherstellung einer vollwertigen Hornschicht initiiert.
Remodellierungsphase 
Die abschließende Phase, die mehrere Wochen bis zu einem Jahr dauert, zielt darauf ab, die mechanische Festigkeit des Gewebes zu erreichen. Das anfänglich lockere Kollagen Typ III wird durch das festere und strukturiertere Kollagen Typ I ersetzt. Dieser Prozess wird durch ein feines Gleichgewicht zwischen den Matrix-Metalloproteasen (MMP) und ihren Gewebe-Inhibitoren (TIMP) reguliert. Normalerweise blockieren TIMP eine übermäßige Aktivität der Proteasen und verhindern so einen unkontrollierten Abbau der Matrix. Allmählich nimmt die Anzahl der Gefäße ab, die Zellzusammensetzung stabilisiert sich, und das Granulationsgewebe wandelt sich in reife Narbengewebe um oder wird in seinen ursprünglichen Zustand zurückversetzt, womit der Reparaturzyklus abgeschlossen wird. Somit ist eine vollständige Regeneration der Haut nur unter der Voraussetzung eines abgestimmten Zusammenspiels aller molekularen Akteure – von den primären Zytokinen bis hin zu den finalen Matrixenzymen – möglich.
Pathophysiologie der diabetischen Wundheilung
Während der Wundheilungsprozess unter normalen Umständen einem geordneten Bauvorgang gleicht, verwandelt er sich bei Diabetes mellitus (DM) in einen langwierigen Konflikt, bei dem destruktive Prozesse gegenüber den aufbauenden überwiegen. Hauptursache dieser Pathologie ist nicht nur die Hyperglykämie, sondern auch die von ihr ausgelöste Kaskade metabolischer Verschiebungen, die die natürlichen Regenerationsauslöser blockieren.
Ein zentraler Aspekt der Pathogenese ist die Beeinträchtigung der funktionellen Plastizität der Makrophagen. Normalerweise müssen diese Zellen einen phänotypischen Übergang vom proinflammatorischen Typ M1 zum regenerativen Typ M2 vollziehen. Bei Diabetes mellitus hält die Anreicherung von Glykationsendprodukten (AGEs – Advanced Glycation End-products) durch die Interaktion mit RAGE-Rezeptoren die Makrophagen im M1-Zustand „gefangen“. Dieser pathologische Zustand ist durch die kontinuierliche Expression proinflammatorischer Interleukine (IL-1beta, IL-6) und des Tumornekrosefaktors (TNF-alpha) gekennzeichnet. Anstatt die Matrixsynthese zu initiieren, produzieren die Makrophagen weiterhin aggressive Zytokine, was die Wunde in eine Zone permanenter Entzündung verwandelt und den Beginn der Proliferationsphase verhindert. Hyperglykämie ist eine der Ursachen für gestörte Immunreaktionen, was das Risiko einer Sekundärinfektion erheblich erhöht. Wie das Experiment (8) beschreibt, hemmte eine hohe Glukosekonzentration im Gewebe die Proliferation von Kulturen menschlicher Fibroblasten, Rinderendothelzellen und primären Keratinozyten der Maushaut. Wie das Experiment zeigt, werden Fibroblasten unempfindlich gegenüber der Stimulation durch Wachstumsfaktoren. Unter Bedingungen eines Glukoseüberschusses begannen menschliche Endothelzellen und Makrophagen ebenso wie die Endothelzellen der Hautgefäße von Rindern, größere Mengen an MMP zu produzieren.
Ebenso wichtig ist es, die Rolle der Matrix-Metalloproteasen zu betrachten. Eines der auffälligsten Merkmale des diabetischen Geschwürs ist die Hyperreaktivität der Matrix-Metalloproteasen, insbesondere der MMP-9 (Gelatinase B). In gesundem Gewebe wird die Aktivität dieser Enzyme streng durch Gewebeinhibitoren (TIMPs) streng begrenzt. Unter den Bedingungen des diabetischen Mikromilieus verschiebt sich dieses Gleichgewicht jedoch in Richtung einer unkontrollierten Proteolyse.
Ein Überschuss an MMP-9 führt zum vorzeitigen Abbau nicht nur der geschädigten Fasern, sondern auch des neu synthetisierten Fibronektins und der Wachstumsfaktoren. Infolgedessen wird das „Gerüst“ der extrazellulären Matrix schneller abgebaut, als die Keratinozyten Zeit haben, sich mit ihren Integrinen daran zu verankern. Das chemische Verhältnis von MMP-9 zu TIMP-1 bei Diabetes mellitus wird zu einem Marker für die „Nichtheilbarkeit“: Je höher dieser Index ist, desto stärker ist die Stagnation des Wundheilungsprozesses.
Bei Diabetes mellitus (DM) lässt sich ein Phänomen der lokalen Resistenz gegenüber Wachstumsfaktoren beobachten. Selbst wenn diese vorhanden sind, können die Zielzellen (Fibroblasten und Epithelzellen) das Signal nicht angemessen interpretieren. Eine besondere Rolle spielt dabei der Mangel an insulinähnlichem Wachstumsfaktor-1 (IGF-1) und epidermalem Wachstumsfaktor (EGF). (15, 16) Die Glykierung von Rezeptoren und die Störung intrazellulärer Signalwege (wie der PI3K/Akt-Kaskade) führen dazu, dass die Zellen ihre Fähigkeit zur Chemotaxis und Teilung verlieren. Durch die Glykierung wird zudem die Funktion des autonomen Nervensystems beeinträchtigt. Die Epithelisierung verlangsamt sich, da die Keratinozyten nicht in der Lage sind, die für die Bewegung notwendigen Metalloproteasen an der richtigen Stelle zu aktivieren, was zur Bildung unterhöhlter, kallöser Ulkusränder führt, denen die Kontraktionsdynamik fehlt.
Ein entscheidender Faktor ist die endotheliale Dysfunktion. Hyperglykämie führt zu einer übermäßigen Produktion von Superoxidradikalen (O₂⁻) durch die Mitochondrien, die mit dem vorhandenen Stickstoffmonoxid reagieren und dabei hochtoxisches Peroxynitrit (ONOO) bilden:
NO + O2- wird zu ONOO
Diese Reaktion schädigt nicht nur die Zellmembranen, sondern erzeugt auch einen „Mangel“ an bioverfügbarem NO. Der Entzug von Stickstoffmonoxid aus dem Gewebe blockiert die Angiogenese – ohne dieses Gas können sich die Gefäße nicht erweitern, und der vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktor (VEGF) verliert seine Wirksamkeit. Das Gewebe gerät in einen Zustand tiefer Hypoxie und Energieunterversorgung, was die Wunde endgültig in einem chronischen Zustand festigt.
Bei Diabetes mellitus ist die hemmende Wirkung von Hyperglykämie und Proteinglykierung auf die Reparaturprozesse von großer Bedeutung. Die Glykierung umfasst die nicht-enzymatische Bindung von Glukose an Proteine über freie Aminogruppen. Dies beeinträchtigt deren Struktur und Funktion, was zur Entwicklung mikrovaskulärer Komplikationen bei Diabetes mellitus führt.
Die Rolle der Gasionisationstechnologie (unter Berücksichtigung der Plasma-Health-Technologie als dreidimensionales Wirkmittel)
Wenn die natürlichen Reparaturmechanismen durch metabolisches Chaos und Ischämie blockiert sind, erfordert die therapeutische Strategie nicht nur einen äußeren Schutz der Wunde, sondern auch die aktive Auffüllung fehlender Metaboliten. Die Plasma-Health-Technologie basiert auf der Nutzung einer schwachen Koronaentladung, die direkt aus der Umgebungsluft ein Niedertemperatur-Atmosphärenplasma erzeugt. Der Verzicht auf Argon zugunsten der Umgebungsluft ermöglicht es dem System, als „biochemische Prothese“ zu fungieren und vorübergehend die Funktionen der geschwächten Enzym- und Immunsysteme des Organismus zu übernehmen.
Wie oben beschrieben, sind die ersten 24–48 Stunden des Wundheilungsprozesses physiologisch gesehen durch eine Dominanz der Neutrophilen gekennzeichnet. Diese Zellen setzen den Mechanismus der „respiratorischen Explosion“ um, indem sie Superoxid-Anionen (O₂⁻) und Hypochlorit (HOCl) erzeugen, die für die primäre Sterilisation und die Signalübertragung zur Wundheilung sorgen. Bei Diabetes mellitus ist die phagozytische Aktivität stark gehemmt, was die Wunde gegenüber bakterieller Invasion schutzlos macht.
In dieser pathogenen Situation fungieren die durch die Koronaentladung erzeugten reaktiven Sauerstoff- und Stickstoffspezies (RONS) als „externe Neutrophile“. Die Plasmaflamme transportiert einen Strom von Metaboliten direkt in den Herd, wobei sie nicht nur die Arbeit des Immunsystems imitiert, sondern als unterstützendes Glied fungiert, das den normalen Verlauf der Regeneration aufrechterhält und wiederherstellt. 
Schauen wir uns das genauer an: Das bei der Entladung entstehende Ozon (O₃) oxidiert die Membranlipide von Krankheitserregern aggressiv und zerstört so die Struktur bakterieller Gemeinschaften, die für herkömmliche Antibiotika unzugänglich sind. Der kurzzeitige, kontrollierte oxidative Stress dient wiederum als Signal für residente Makrophagen, aus dem Zustand der „diabetischen Anabiose“ herauszutreten, und initiiert ihren Übergang in den regenerativen M2-Phänotyp.
Wie bereits begründet wurde, ist der Mangel an Stickstoffmonoxid (NO), das normalerweise durch endotheliale (eNOS) und induzierbare (iNOS) Synthasen synthetisiert wird, ein Schlüsselelement der „molekularen Katastrophe“ bei Diabetes mellitus. NO-armes Gewebe verliert seine Fähigkeit zur Vasodilatation und Proliferation. Die Plasma-Health-Technologie umgeht die blockierten biochemischen Signalwege und sorgt für eine direkte Fixierung des Stickstoffs aus der Luft:
N₂ + O₂ wird unter dem Einfluss einer Koronaentladung in den aktiven Metaboliten ₂NO* umgewandelt
Indem es in das Interstitium eindringt, füllt exogenes NO die Lücke des „universellen Regulators“. Es bindet direkt an die lösliche Guanylatzyklase (sGC) und aktiviert so die Kaskade der Synthese von zyklischem Guanosinmonophosphat (cGMP). Dies stellt die Durchblutung der ischämischen Zone zwangsweise wieder her und stimuliert die Neoangiogenese, wodurch die Wunde ihre Fähigkeit zur aktiven Ernährung und zum Gasaustausch zurückgewinnt.
Neben der chemischen Wirkung überträgt die Methode der Gasionisationstechnologie (hier wird die Plasma-Health-Technologie als dreidimensionales Wirkmittel betrachtet) über spezielle Düsen einen schwachen elektrischen Impuls. Diese Einwirkung korrigiert das Transmembranpotenzial der Zellen, das bei Diabetes pathologisch verändert ist. Schwache Ströme stimulieren die Arbeit der mitochondrialen Atmungskette und erhöhen den intrazellulären ATP-Spiegel. Dies versorgt die Fibroblasten mit der für die Tropokollagensynthese und den strukturellen Umbau der extrazellulären Matrix (ECM) erforderlichen Energie. 
Das mit der Entladung einhergehende magnetische Wechselfeld übt einen systemischen Einfluss auf die Histophysiologie der geschädigten Zone aus. Bei diabetischer Mikroangiopathie fördert das Magnetfeld die Ausrichtung der Makromoleküle im Blut, verbessert dessen rheologische Eigenschaften und erleichtert den Durchfluss der Erythrozyten durch die verengten Kapillaren. Darüber hinaus beeinflusst die magnetische Komponente die räumliche Ausrichtung der sich bildenden Kollagenfasern, verhindert so ein chaotisches Wachstum des Bindegewebes und fördert die Bildung eines funktionell vollwertigen Regenerats.
Somit ermöglicht die komplexe Wirkung des Systems der Gasionisationstechnologie (hier wird die Plasma Health-Technologie als dreidimensionales Wirkmittel betrachtet) nicht nur eine mechanische Reinigung der Wunde, sondern auch eine physiologische Neuprogrammierung ihres Mikroumfelds. Durch die Kombination der Effekte von „externen Neutrophilen“, der Wiederherstellung des NO-Spiegels und der elektromagnetischen Stimulation überwindet die Technologie die Stagnation der Reparatur und löst einen vollständigen Heilungszyklus aus, der unter den Bedingungen des diabetischen Stoffwechsels zuvor unmöglich war.
Der pathogenetische Vorteil der Koronaentladungstechnologie liegt in der Fähigkeit ihrer Metaboliten, die Zytoplasmamembran zu durchdringen und direkt auf die Organellen einzuwirken, die für den Energie- und Synthesestatus der Zelle verantwortlich sind – die Mitochondrien und das endoplasmatische Retikulum (ER).
Bei Diabetes mellitus kommt es zu einer starken Hemmung der Autophagie- und Mitophagieprozesse – der natürlichen Beseitigung beschädigter Strukturen. Infolgedessen „verstopfen“ sich die Gewebe mit nicht-funktionalen Fibroblasten mit defekten Mitochondrien, die zwar kein Kollagen synthetisieren können, aber weiterhin Ressourcen verbrauchen und oxidativen Stress aufrechterhalten
Plasmametaboliten bewirken eine selektive Beseitigung („Sanierung“) defekter Mitochondrien. Zellen, deren Regenerationsreserven erschöpft sind, gehen in die Apoptose über und machen Platz für neue Zellpopulationen. Eine schwache Wirkung wird auch auf das endoplasmatische Retikulum ausgeübt, was das Kontrollsystem für die Proteinfaltung aktiviert. 
Wie bereits erwähnt, befinden sie sich bei Diabetes mellitus im proinflammatorischen M1-Zustand. Die Plasmapherese löst durch die Modulation intrazellulärer Signalwege ihre Umwandlung in den M2-Zustand (regenerativer Phänotyp) aus.
Von metabolischem „Abfall“ befreit und mit Energie (ATP) versorgt, beginnen M2-Makrophagen mit der aktiven Sekretion einer Kaskade von Wachstumsfaktoren: TGF-beta, PDGF und VEGF. Diese Moleküle lösen eine Rückkopplung aus:
Die Wachstumsfaktoren veranlassen die überlebenden Fibroblasten, aktiv Tropokollagen und Elastin zu synthetisieren. Die freigesetzten Wachstumsfaktoren induzieren die Synthese von TIMP (Gewebe-Metalloprotease-Inhibitoren).
Das zentrale Problem des diabetischen Geschwürs ist ein Überschuss an MMP-9, das die Wachstumsfaktoren und das Proteingerüst des Gewebes buchstäblich „verschlingt“ und die Wunde in ein abbaubares Milieu verwandelt. Das Ungleichgewicht zwischen aggressiven Proteasen und ihren Inhibitoren bei Diabetes führt dazu, dass jegliche Versuche des Körpers, die Wundheilung einzuleiten, im Keim erstickt werden.
Der Wirkmechanismus der Gasionisationstechnologie (hier wird die Plasma Health-Technologie als dreidimensionales Wirkmittel betrachtet) durchbricht diesen Teufelskreis. Unter dem Einfluss von Wachstumsfaktoren, die von „umprogrammierten“ M2-Makrophagen freigesetzt werden, steigt die Konzentration von TIMP-1 und TIMP-2 im Interzellularraum an. Die Inhibitoren binden an das aktive Zentrum der Metalloproteasen und blockieren deren Fähigkeit, Kollagen und Zytokine abzubauen.
So tritt anstelle einer chaotischen Gewebezerstörung eine Phase kontrollierter Remodellierung ein. Die Stabilisierung der extrazellulären Matrix ermöglicht es den Keratinozyten (unter Nutzung ihres in Abschnitt 1 beschriebenen Integrinsystems), erfolgreich über eine stabile „Brücke“ aus Kollagen zu wandern, was zum endgültigen Verschluss des Wunddefekts und zur Bildung von gesundem Regenerat führt.
FAZIT
Einer der wichtigsten Aspekte beim Einsatz von Niedertemperaturplasma in der Therapie trophischer Geschwüre ist dessen Fähigkeit, als selektiver Biomodulator zu wirken. Im Gegensatz zu aggressiven chemischen Antiseptika oder systemischen Antibiotika, die gegenüber lebensfähigem Gewebe zytotoxisch wirken können, wirkt ionisiertes Gas selektiv.
Die hohe Wirksamkeit von ionisierter Luft – Plasma – gegenüber pathogener Mikroflora beruht auf grundlegenden Unterschieden in der Struktur prokaryotischer und eukaryotischer Zellen. Plasma-Metaboliten (Ozon, atomarer Sauerstoff, NO) verursachen irreversible Schäden an den Zellwänden von Bakterien und zerstören die Struktur viraler Kapside. Dabei nehmen menschliche Zellen, die über ein gut entwickeltes antioxidatives Schutzsystem und eine komplexere Membranorganisation verfügen, dieselbe Einwirkung nicht als schädigenden Faktor, sondern als stimulierendes Signal wahr. Somit löst die Plasma Health-Technologie gleichzeitig zwei diametral entgegengesetzte Aufgaben: die Sterilisation der Wundoberfläche und die Initiierung der Proliferation der körpereigenen Zellen des Patienten.
Im Gegensatz zu den meisten auf dem Markt erhältlichen Geräten, die zur Erzeugung eines Plasmabündels Inertgase (z. B. Argon) verwenden, basiert das Plasma Health-System auf einer patentierten Technologie der schwachen Koronaentladung in der Umgebungsluft. Diese Lösung bietet eine Reihe entscheidender Vorteile:
Das Plasma wird direkt aus der Umgebungsluft erzeugt, wodurch ein möglichst breites Spektrum an aktiven Formen von Sauerstoff und Stickstoff gewonnen wird, die mit denen identisch sind, die vom menschlichen Immunsystem produziert werden.
Die Einzigartigkeit des Geräts liegt in der gleichzeitigen Einwirkung von Plasma-Metaboliten, schwachen elektrischen Impulsen und einem wechselnden Magnetfeld. Diese Synergie ermöglicht nicht nur die Desinfektion der Wunde, sondern auch eine tiefgehende Mikro-Elektroporation des Gewebes zur transdermalen Verabreichung von Medikamenten.
Das Fehlen thermischer Schäden und die strenge Kalibrierung der Entladungsleistung schließen das Risiko von Verbrennungen aus, was besonders bei der Behandlung von ischämischem Gewebe bei Patienten mit Diabetes mellitus wichtig ist.
Wichtiger Hinweis: Alle in diesem Artikel beschriebenen klinischen Ergebnisse und Fallbeispiele wurden unter Verwendung der Geräte und Protokolle des Plasma Health-Systems erzielt. Die Wirksamkeit dieser Technologie wird durch eine EU-Zertifizierung sowie langjährige Erfahrung mit dem erfolgreichen Einsatz in der Podologie und der dermatologischen Kosmetologie bestätigt.
Fazit
In Kombination mit medikamentöser und endokriner Therapie ermöglicht die Integration der Gasionisationstechnologie in die Behandlungsalgorithmen für trophische Ulzera bei Diabetes mellitus die Überwindung der wichtigsten molekularen Barrieren, die die Wundheilung behindern. Durch den Ausgleich des Stickstoffmonoxidmangels, die „Umprogrammierung“ der Makrophagen und die Wiederherstellung des Gleichgewichts der Matrix-Metalloproteasen bringt das Plasma Health-System die chronische Wunde zurück in den natürlichen Reparaturzyklus. Diese Methode stellt einen evolutionären Schritt von der passiven Beobachtung des Wundheilungsprozesses hin zur aktiven Steuerung der Gewebebiologie auf zellulärer und subzellulärer Ebene dar.

Literaturverzeichnis

  1. Зайцева Е.Л., Токмакова А.Ю. Роль факторов роста и цитокинов в репаративных процессах в мягких тканях у больных сахарным диабетом // Сахарный диабет. — 2014. — №1. — С. 57-62.
  2. Muller M., Trocme C., Lardy B. et al. Matrix metalloproteinases and diabetic foot ulcers: the ratio of MMP-1 to TIMP-1 is a predictor of wound healing // Diabetic Medicine. — 2008. — Vol. 25, №4. — P. 419-426.
  3. Liu Y., Min D., Bolton T. et al. Increased Matrix Metalloproteinase-9 Predicts Poor Wound Healing in Diabetic Foot Ulcers // Diabetes Care. — 2009. — Vol. 32, №1. — P. 117-119.
  4. Fridman G., Friedman G., Gutsol A. et al. Applied Plasma Medicine // Plasma Processes and Polymers. — 2008. — Vol. 5, №6. — P. 503-533.
  5. Brem H., Tomic-Canic M. Cellular and molecular basis of wound healing in diabetes // The Journal of Clinical Investigation. — 2007. — Vol. 117, №5. — P. 1219-1222.
  6. Bamberger C., Schärer A., Antsiferova M. et al. Activin Controls Skin Morphogenesis and Wound Repair Predominantly via Stromal Cells // The American Journal of Pathology. — 2005. — Vol. 167, №3. — P. 733-747.
  7. Технические материалы и протоколы системы Plasma Health®. Внутренняя документация и отчеты о клиническом применении. — 2017-2026.
  8. Blakytny R, Jude E. The molecular biology of chronic wounds and delayed healing in diabetes. Diabetic Medicine. 2006;23(6):594–608.
  9. Falanga V. Wound healing and its impairment in the diabetic foot. The Lancet. 2005;366(9498):1736–1743. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(05)67700-8 
  10. Galkowska H, Wojewodzka U, Olszewski WL. Chemokines, cytokines, and growth factors in keratinocytes and dermal endothelial cells in the margin of chronic diabetic foot ulcers. Wound Repair and Regeneration. 2006;14(5):558–565. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1743-6109.2006.00155.x
  11. Fukumura D, Gohongi T, Kadambi A, Izumi Y, Ang J, Yun C-O, et al. Predominant role of endothelial nitric oxide synthase in vascular endothelial growth factor-induced angiogenesis and vascular permeability. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2001;98(5):2604–2609. DOI: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.041359198
  12. Maruyama K, Asai J, Ii M, Thorne T, Losordo DW, D’Amore PA. Decreased Macrophage Number and Activation Lead to Reduced Lymphatic Vessel Formation and Contribute to Impaired Diabetic Wound Healing. The American journal of pathology. 2007;170(4):1178–1191. DOI: http://dx.doi.org/10.2353/ajpath.2007.060018 
  13. Gibran NS, Jang Y-C, Isik FF, Greenhalgh DG, Muffley LA, Underwood RA, et al. Diminished Neuropeptide Levels Contribute to the Impaired Cutaneous Healing Response Associated with Diabetes Mellitus. The Journal of surgical research. 2002;108(1):122–128. DOI: http://dx.doi.org/10.1006/jsre.2002.6525 
  14. Jude EB, Blakytny R, Bulmer J, Boulton AJM, Ferguson MWJ. Transforming growth factor-beta 1, 2, 3 and receptor type I and II in diabetic foot ulcers. Diabetic Medicine. 2002;19(6):440–447. DOI: http://dx.doi.org/10.1046/j.1464-5491.2002.00692.x 
  15. 14. Moulin V. Growth factors in skin wound healing. European Journal of Cell Biology. 1995;68(1):1–7.
  16. Mutsaers SE, Bishop JE, McGrouther G, Laurent GJ. Mechanisms of tissue repair: from wound healing to fibrosis. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 1997;29(1):5–17. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S1357-2725(96)00115-X