Lasereinsatz in der Orthopädischen Chirurgie - ein Mutagenitätsrisiko?

Zusammenfassung

Seit über zehn Jahren finden über Fasern einkoppelbare Lasersysteme im Bereich der Arthroskopie und der perkutanen Diskusdekompression Verwendung. Von Kritikern der Methode wurde immer wieder auf eine mögliche Mutationsgefahr der Laseranwendung hingewiesen. Aus der Photobiologie ist bekannt, daß Mutationen vorwiegend durch Licht im ultravioletten Bereich ausgelöst werden. Ziel der vorliegenden Studie war daher die Untersuchung des Mutationsrisikos von Laserwellenlängen im UV-Bereich.

Zur quantitativen Einschätzung des Mutationsrisikos wurde die BALB/3T3-Zellinie mit den Excimerwellenlängen 248 nm und 308 nm bestrahlt. Die Transformationsraten wurden mit unbestrahlten Zellen und einer Röntgenenergiedosis von 1 Gy verglichen. Bei der Laserbestrahlung wurden Pulsenergie, Frequenz und Bestrahlungszeit über einen weiten Bereich zwischen unterschwelligen Energiedichten und vollständiger Zellzerstörung variiert. Darüber hinaus wurde auch der Effekt einer Mehrfachbestrahlung untersucht.

Für die Wellenlänge 308 nm wurde im Vergleich zur unbestrahlten Negativkontrolle kein wesentliches Mutationsrisiko gefunden (p <0.18). Dagegen wurde für die Wellenlänge 248 nm eine höchst signifikante Transformationsrate beobachtet (p <10^-9). Die Transformationsrate nach Röntgenbestrahlung mit 1 Gy lag um zwei Zehnerpotenzen über der Negativkontrolle und der Bestrahlung mit 308 nm.

Während für die Wellenlänge 248 nm durchaus ein Mutationsrisiko anzunehmen ist, lassen unsere Daten die Anwendung der Wellenlänge 308 nm unbedenklich erscheinen. Diese Untersuchung stellt damit einen dringend notwendigen Beitrag zur Sicherheit für den Laseranwender und seine Patienten dar.

Abstract

Since ten years different laser systems have been used in arthroscopic procedures and percutaneous laser disc decompression. A potential mutagenic risk has not been excluded yet. From photobiology it is known that light in the UV-range is the main source of mutations. Therefore the aim of our study was to determine the mutagenic risk of laser systems at UV-wavelengths.

The BALB/3T3 cell line was irradiated at the Excimer wavelengths 248 nm and 308 nm. Transformation rates were compared with non-irradiated cells and the effect of 1 Gy-Roentgen irradiation. Pulse energy, frequency and irradiation time were varied over a broad range. The effect of double irradiation was also examined.

For 308 nm no significant transformation rate was found (p <0.18). In contrast 248 nm showed a highly significant transformation rate (p < 10^-9). Transformation rate after Roentgen irradiation exceeded that of the negative control about two orders.

While a certain mutagenic risk exists for 248 nm application of the wavelength 308 nm seems harmless. Our data therefore represent an essential contribution to long term laser safety both for the physician and his patient.