CC BY-NC-ND 4.0 · Laryngorhinootologie 2018; 97(S 02): S231-S232
DOI: 10.1055/s-0038-1640514
Abstracts
Otologie: Otology
Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Untersuchungen zur Biokompatibilität optischer Stimulation mithilfe von 532nm -Laserpulsen anhand humaner Fibroblasten

L Pillong
1  Universitätsklinikum Homburg, HNO, Homburg/S.
,
P Stahn
2  Uniklinikum Homburg/HNO, Homburg/S.
,
M Hinsberger
2  Uniklinikum Homburg/HNO, Homburg/S.
,
K Sorg
2  Uniklinikum Homburg/HNO, Homburg/S.
,
B Schick
2  Uniklinikum Homburg/HNO, Homburg/S.
,
G Wenzel
2  Uniklinikum Homburg/HNO, Homburg/S.
› Institutsangaben
Die Forschungsarbeiten, die zu diesen Ergebnissen geführt haben, wurden gemäß der Finanzhilfevereinbarung Nr. [311469] im Zuge des Siebten Rahmenprogramms der Europäischen Union (RP7/2007 – 2013) gefördert.
Weitere Informationen

Publikationsverlauf

Publikationsdatum:
18. April 2018 (online)

 

Einleitung:

Die frequenzspezifische Aktivierung des Hörorgans mithilfe von Laserlicht bietet die technologische Grundlage für die Entwicklung einer neuen Hörsystemgeneration. Die biologische Verträglichkeit ist hierbei Grundvoraussetzung für den klinischen Einsatz Laser-basierter Hörsysteme.

Methoden:

Um die Biokompatibilitätsgrenzen unserer optischen Stimulationsstrategie zu definieren, bestrahlten wir in einem in vitro-Zellkulturmodell humane dermale Fibroblasten (NHDF) mit einer Wellenlänge von 532nm und der von unserer Arbeitsgruppe entwickelten, Laser-basierten Amplitudenmodulationsstrategie. An eine zweiminütige Bestrahlung schlossen sich Viabilitäts- (WST-1-Assay) und Zytotoxizitätstests (LDH-Assay) sowie eine Fluoreszenzfärbung zur Differenzierung zwischen vitalen, nekrotischen und apoptotischen Zellen an. Mittels qPCR untersuchten wir die Expression von 84 Schlüsselgenen für Zellstress und Toxizität.

Ergebnisse:

Nach Bestrahlung mit einer Leistung von 199mW konnten wir keine signifikanten zytotoxischen Effekte beobachten. Hinweise auf Laser-verursachte Zytotoxizität zeigten sich ab einer Laserleistung von ca. 223mW.

Die Genexpressionsanalysen nach Bestrahlung mit 199mW, somit unterhalb der beobachteten Zytotoxizitätsschwelle, zeigten eine signifikant erhöhte Expression des stressabhängigen Gens GADD45G.

Schlussfolgerungen:

In unserem in vitro-Modell konnten wir bei Verwendung unserer Modulationsstrategie eine Grenze hinsichtlich zytotoxischer Effekte in einem Leistungsbereich zwischen 200 und 223mW feststellen. Potentielle Effekte der erhöhten Expression von GADD45G werden in weiteren Analysen Berücksichtigung finden, um die optimalen Stimulationsgrenzen zu definieren und adaptierte Stimulationsstrategien für optoakustische Hörsysteme zu entwickeln.