Download PDF
Physikalische Medizin, Rehabilitationsmedizin, Kurortmedizin 2021; 31(05): 303-310
DOI: 10.1055/a-1395-0942
Originalabeit

CO2-Trockengasbäder verändern den topischen pH-Wert auf Wundflächen und intakter Haut

Carbon Dioxide Gas Baths Alter the Topical Ph Value on Wound Surfaces and Intact Skin
Alexander Ranker 
1   Klinik für Rehabilitationsmedizin, Klinik für Rehabilitationsmedizin, Medizinische Hochschule, Hannover, Deutschland
,
Christoph Gutenbrunner
1   Klinik für Rehabilitationsmedizin, Klinik für Rehabilitationsmedizin, Medizinische Hochschule, Hannover, Deutschland
,
Christoph Korallus
1   Klinik für Rehabilitationsmedizin, Klinik für Rehabilitationsmedizin, Medizinische Hochschule, Hannover, Deutschland
,
Nicco Krezdorn
2   Klinik für Plastische-, Ästhetische-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Hannover Medical School, Hannover, Deutschland
,
Alperen Bingöl
2   Klinik für Plastische-, Ästhetische-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Hannover Medical School, Hannover, Deutschland
,
Anieto Enechukwu
2   Klinik für Plastische-, Ästhetische-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Hannover Medical School, Hannover, Deutschland
,
Christian Sturm
1   Klinik für Rehabilitationsmedizin, Klinik für Rehabilitationsmedizin, Medizinische Hochschule, Hannover, Deutschland
› Author Affiliations
› Further Information
Also available at
    Permissions and Reprints

Zusammenfassung

Hintergrund CO2-Therapie ist seit Jahrzehnten ein etabliertes physikalisch-medizinisches Therapieverfahren. CO2 reagiert mit Wasser zu Kohlensäure und könnte den kutanen pH-Wert verändern. Veränderungen des Wund-pH-Wertes spielen eine große Rolle beim modernen Wundmanagement chronischer Wunden. Da Kohlensäure eine schwache Säure ist, könnte CO2-Therapie den Wund-pH-Wert positiv beeinflussen. Bislang wurde noch keine explorative Datenanalyse durchgeführt, die pH-Veränderung an Wunden und Haut durch CO2-Therapie systematisch analysiert. Das Ziel dieser explorativen Pilotstudie ist es, Veränderungen von Haut-und Wund-pH-Werten vor und nach CO2-Trockengasbädern zu erheben. Dies soll Auskünfte über mögliche weitere Wirkmechanismen von CO2-Therapie geben.

Material und Methoden Von April bis Oktober 2020 wurde bei alle Patienten einer physikalisch-medizinischen Universitätsklinik-Ambulanz, die aufgrund Wundheilungsstörungen CO2-Therapie erhalten haben, vor und nach der CO2-Therapie der Haut- bzw. Wund-pH-Wert gemessen. Dies geschah mittels einer pH-Oberflächenmesssonde an 3 Messpunkten: Wundzentrum, intakte Haut im CO2-Expositionsbereich (Kontrolle1) und intake Haut ohne CO2-Exposition (Kontrolle2). Die Daten wurden retrospektiv analysiert. Alle Patienten erhielten CO2-Trockengasbäder im Regelfall mit 12 Therapiesitzungen à 20 min.

Ergebnisse Ausgewertet wurden die Messungen von N=13 Patienten (N=936 Messungen). Die gesamte Therapiezeit betrug 5,38±1,67 Wochen. Alle Patienten wiesen initial an der Wunde einen alkalischen pH-Wert auf (7,22±0,81), der sich signifikant von den pH-Werten der intakten Haut unterschied (Kontrolle 1: pH=5,86±0,26; p<0,001, Kontrolle2: pH=4,98±0,28; p<0,001). Im Mittel konnte CO2-Therapie die alkalischen Werte signifikant in Richtung saures Milieu verschieben (p=0,009). Die kutanen pH-Werte intakter Haut wurden alkalischer.

Schlussfolgerung CO2-Trockengasbäder verändern den topischen pH-Wert auf Wundflächen und intakter Haut. Sie beeinflussen den oberflächlichen Wund-pH günstig mit einem Shift in Richtung physiologischer Haut-pH-Werte.

Abstract

Background Carbon dioxide therapy is an established physical-medical therapy method for decades. CO2 reacts with water to form carbonic acid and could change the cutaneous pH. Changes in pH play a major role in modern wound management of chronic wounds. As carbonic acid is a weak acid, CO2 therapy could positively influence wound pH. To date, no exploratory data analysis has systematically analysed pH changes in wounds and skin caused by carbon dioxide therapy. The aim of this exploratory pilot study is to assess changes in skin and wound pH before and after CO2 gas baths. This should provide information on possible further mechanisms ans studies about CO2 therapy.

Material and methods From April to October 2020, the skin and wound pH was measured before and after CO2 therapy in all patients of a physical medicine university hospital outpatient clinic, who received CO2 therapy due to wound healing disorders. Measurements were taken using a surface probe at 3 measuring points: Wound centre, intact skin in CO2-exposure area (control1), intact skin without CO2 exposure (control2). The data were analysed retrospectively. All patients received CO2 gas baths with 12 therapy sessions of 20 min each.

Results The measurements of N=13 patients (N=936 measurements) were evaluated. The total therapy time was 5.38±1.67 weeks. All patients initially had an alkaline pH at the wound site (7.22±0.81), which was significantly different from the pH of the intact skin (control 1: pH=5.86±0.26; p<0.001, control 2: pH=4.98±0.28; p<0.001). On average, CO2 therapy was able to significantly shift the alkaline values towards acidic values (p=0.009). Cutaneous pH values of intact skin became more alkaline.

Conclusion CO2 dry gas baths alter topical pH on wound surfaces and intact skin. They favourably influence the superficial wound pH with a shift towards physiological skin pH values.

Schlüsselwörter

CO2-Therapie - Wundheilung - Haut-pH - Kohlensäurebäder

Key words

carbon dioxide therapy - wound healing - pH


Publication History

Received: 19 December 2020

Accepted: 18 February 2021

Article published online:
15 March 2021

© 2021. Thieme. All rights reserved.

Georg Thieme Verlag KG
Rüdigerstraße 14, 70469 Stuttgart, Germany

 

  • Literatur

  • 1 Matz H, Orion E, Wolf R. Balneotherapy in dermatology. Dermatol Ther 2003; 16: 132-140 doi: 10.1046/j.1529-8019.2003.01622.x
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 2 Gutenbrunner C, Hildebrandt G. Handbuch der Balneologie und medizinischen Klimatologie. 1. Auflage. Heidelberg: Springer; 1998
    CrossrefGoogle Scholar
  • 3 Ranker A. Kohlendioxid-Bäder (CO2-Bäder). Phys Med Rehab Kuror 2020; 30: 193-198 DOI: 10.1055/a-1198-1860.
    Article in Thieme ConnectPubMedGoogle Scholar
  • 4 Wenisch T. Kurzlehrbuch Chemie: für Mediziner. 5. Auflage München: Urban&Fischer Verlag/Elsevier GmbH; 2018
    Google Scholar
  • 5 Gutenbrunner C, Glaesener J-J. Rehabilitation, Physikalische Medizin und Naturheil-verfahren. 1. Auflage Heidelberg: Springer; 2006
    Google Scholar
  • 6 Stücker M, Altmeyer P, Struk A. et al. The transepidermal oxygen flux from the environment is in balance with the capillary oxygen supply. Journal of Investigative Dermatology 2000; 114: 533-540
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 7 Ranieri M, Klein S, Taeger C. et al. Transepidermal oxygen flux measurement - First clinical application for postoperative wound monitoring. Clin Hemorheol Microcirc 2017; 66: 175-182 DOI: 10.3233/CH-170265.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 8 Sakai Y, Miwa M, Oe K. et al. A novel system for transcutaneous application of carbon dioxide causing an “artificial Bohr effect” in the human body. PLoS One 2011; 6: e24137 DOI: 10.1371/journal.pone.0024137.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 9 Schnizer W, Erdl R, Schöps P. et al. The effects of external CO2 application in human skin micro¬circulation investigated by laser doppler flowmeter. Int J Microcirc Clin Exp 1985; 4: 343-350
    PubMedGoogle Scholar
  • 10 Finzgar M, Melik Z, Cankar K. Effect of transcutaneous application of gaseous carbon dioxide on cutaneous microcircula-tion. Clin Hemorheol Microcirc 2015; 60: 423-435 doi: 10.3233/CH-141898
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 11 Németh B, Kiss I, Ajtay B. et al. Transcutaneous Carbon Dioxide Treatment Is Capable of Reducing Peripheral Vascular Resistance in Hypertensive Patients. In Vivo 2018; 32: 1555-1559 DOI: 10.21873/invivo.11414.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 12 Fabry R, Monnet P, Schmidt J. et al. Clinical and microcirculatory effects of transcutaneous CO2 therapy in intermittent claudication. Randomized double-blind clinical trial with a parallel design. Vasa 2009; 38: 213-224 DOI: 10.1024/0301-1526.38.3.213.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 13 Minamiyama M, Yamamoto A. Direct evidence of the vasodilator action of carbon dioxide on subcutaneous micro-vasculature in rats by use of intra-vital. J Biorheol 2010; 24: 42-46
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 14 Heil-M-RL in der Fassung vom 19. Mai 2011, veröffentlicht im Bundesanzeiger Nr. 96 (S. 2247) vom 30 Juni 2011, in Kraft getreten am 1. Juli 2011, zuletzt geändert am 22. November 2019, veröffentlicht im Bundesanzeiger BAnz AT 31.12.2019 B7, in Kraft getreten am 1. Januar 2021
  • 15 Ranker A, Lemhöfer C, Lehmann J. et al. Übersicht der Heilmittel-Richtlinie einschließlich des Heilmittelkatalogs – unter besonderer Berücksichtigung der Änderungen (gültig ab 01.01.2021) Physikalische Medizin, Rehabilitationsmedizin, Kurortmedizin 2020; 30: 388-400 DOI: 10.1055/a-1231–1104.
    CrossrefPubMed
  • 16 Percival SL, McCarty S, Hunt JA. et al. The effects of pH on wound healing, biofilms, and antimicrobial efficacy. Wound Repair Regen 2014; 22: 174-186 DOI: 10.1111/wrr.12125.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 17 Jones EM, Cochrane CA, Percival SL. The Effect of pH on the Exracellular Matrix and Biofilms. Adv Wound Care 2015; 4: 431-439 doi:10.1089/wound.2014.0538
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 18 Schneider LA, Korber A, Grabbe S. et al. Influence of pH on wound-healing: a new perspective for wound-therapy?. Arch Dermatol Res 2007; 298: 413-420 DOI: 10.1007/s00403-006-0713-x.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 19 Schreml S, Szeimies RM, Karrer S. et al. The impact of the pH value on skin integrity and cutaneous wound healing. J Eur Acad Dermatol Venereol 2010; 24: 373-378 DOI: 10.1111/j.1468-3083.2009.03413.x.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 20 Proksch E. pH in nature, humans and skin. J Dermatol 2018; 45: 1044-1052 doi:10.1111/1346-8138.14489
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 21 Dissemond J, Witthoff M, Brauns TC. et al. pH values in chronic wounds. Evaluation during modern wound therapy. Hautarzt 2003; 54: 959-965 DOI: 10.1007/s00105-003-0554-x. PMID: 14513243
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 22 Greener B, Hughes AA, Bannister NP. et al. Proteases and pH in chronic wounds. J Wound Care 2005; 14: 59-61 DOI: 10.12968/jowc.2005.14.2.26739.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 23 Lengheden A, Jansson L. pH effects on experimental wound healing of human fibroblasts in vitro. Eur J Oral Sci 1995; 103: 148-155 doi:10.1111/j.1600-0722.1995.tb00016.x
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 24 Glibbery A, Mani R. pH in leg ulcers. Int J Microcirc Clin Exp 1992; 11: S109
    PubMedGoogle Scholar
  • 25 Oda T, Iwakura T, Fukui T. et al. Effects of the duration of transcutaneous CO2 application on the facilitatory effect in rat fracture repair. J Orthop Sci 2020; 25: 886-891 DOI: 10.1016/j.jos.2019.09.017.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 26 Kuroiwa Y, Fukui T, Takahara S. et al. Topical cutaneous application of CO2 accelerates bone healing in a rat femoral defect model. BMC Musculoskelet Disord 2019; 20: 237 DOI: 10.1186/s12891-019-2601-5.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 27 Gronroos M, Pertovaara A. A selective suppression of human pain sensitivity by carbon dioxide: central mechanisms implicated. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1994; 68: 74-79 doi:10.1007/BF00599245
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 28 Mucha C. Einfluss von CO2-Bädern im frühfunktionellen Therapie-konzept der Algodystropie. Phys Rehab Kur Med 1992; 2: 173-178
    Article in Thieme ConnectPubMedGoogle Scholar
  • 29 Stengg B, Prager C, Ammer K. Komplexes Regionales Schmerzsyndrom (CRPS 1 und 2). ÖZPMR. Österr. Z Phys Med Rehabil 2003; 13: 53-62
    PubMedGoogle Scholar
  • 30 Saito I, Hasegawa T, Ueha T. et al. Effect of local application of transcutaneous carbon dioxide on survival of random-pattern skin flaps. J Plast Reconstr Aesthet Surg 2018; 71: 1644-1651 DOI: 10.1016/j.bjps.2018.06.010.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar
  • 31 Miller EA, Beasley DE, Dunn RR. et al. Lactobacilli Dominance and Vaginal pH: Why Is the Human Vaginal Microbiome Unique?. Front Microbiol 2017; 7: 1936 DOI: 10.3389/fmicb.2016.01936.
    CrossrefPubMedGoogle Scholar