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Ergebnis einer gemeinsamen Studie der Universität Kobe mit Ushio Inc.: Wiederholte Bestrahlung mit 222 nm UV-C verursacht keinen Hautkrebs

Oude Meer, Niederlande (April 2020) – Ushio Inc. (TYO: 6925; Hauptsitz in Tokio, Japan) und eine Forschungsgruppe der dermatologischen Abteilung des Fachbereichs Innere Medizin der Graduate School of Medicine an der Universität Kobe (Professor Chikako Nishigori, Dozent Makoto Kunisada, Doktorandin Nozomi Yamano et al.) haben im Tierversuch weltweit erstmalig nachgewiesen, dass die wiederholte Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlung von 222 nm Wellenlänge (UV-C) mit hohem Desinfektionsvermögen keinen Hautkrebs verursacht. Die Forschungsergebnisse legen daher nahe, dass diese Art der Strahlung auch für menschliche Haut und Augen ungefährlich ist. Es ist zu erwarten, dass diese Technologie in einer Vielzahl von Anwendungen zur Inaktivierung von Bakterien und Viren im medizinischen Bereich eingesetzt wird und darüber hinaus vielfältige Möglichkeiten für den Einsatz im täglichen Leben bietet.

Die Ergebnisse dieser Forschung wurden am 29. März 2020 online in der Fachzeitschrift Photochemistry and Photobiology veröffentlicht. Professor Nishigori wird die Ergebnisse am 28. Juni 2020 auf der zweijährlichen Tagung der American Society of Photobiology in Chicago vorstellen.

Durchgeführt wurde diese Forschungsstudie mit Unterstützung der vom japanischen Ministerium für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie gewährten Zuschüsse für wissenschaftliche Forschung (JP16k10126).

Die wichtigsten Ergebnisse

  • Die Forschungsstudie zeigte weltweit zum ersten Mal, dass die wiederholte Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlung von 222 nm Wellenlänge (UV-C) bei Mäusen mit besonders anfälliger Haut keinen Hautkrebs verursacht.
  • Die Ergebnisse dieser Forschung legen nahe, dass die wiederholte Bestrahlung mit UV-C von 222 nm auch für menschliche Haut und Augen ungefährlich ist.
  • Die in der Forschung verwendete 222-nm-UV-C-Lampe beinhaltete einen optischen Filter, der nahezu alle Wellenlängen bis auf die benötigten 222 nm entfernte. Die Bestrahlung mit dieser Lampe führte bei den in der Forschung verwendeten Mäusen, die eine hohe Anfälligkeit für UV-Strahlung aufweisen, zu keinem Auftreten von Hautkrebs oder Grauem Star*1.
  • Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die direkte Bestrahlung von Menschen mit keimtötenden 222-nm-Lampen ungefährlich ist und eine Vielzahl von Anwendungen zur bakteriellen und viralen Inaktivierung sowohl im medizinischen Bereich als auch im täglichen Leben ermöglicht.

Hintergrund der Forschung

Die natürlich vorkommende UV-C-Strahlung (Wellenlängen von 200 – 280 nm) wird von der Ozonschicht absorbiert und erreicht nicht die Erdoberfläche. Um das Potenzial dieser Strahlung für die Keimtötung zu nutzen, wurden für antimikrobielle Anwendungen Lampen entwickelt, die eine UV-C-Strahlung von 254 nm Wellenlänge emittieren. Diese Lampen wurden jedoch nur für den Einsatz in Bereichen zugelassen, in denen keine Menschen anwesend sind, da sie schädliche Nebenwirkungen für den menschlichen Körper haben und Hautkrebs sowie Grauen Star verursachen können.

Die Wellenlänge der in dieser Studie verwendeten Lampe betrug 222 nm, war also kürzer als 254 nm. Bei der Entwicklung der Lampe stand die Hoffnung auf einen Einsatz im medizinischen Bereich von Anfang an im Vordergrund. Nach Angaben der Abteilung für orthopädische Chirurgie der Universität Kobe (Professor Ryosuke Kuroda) ist UV-C-Strahlung von 222 nm Wellenlänge hinsichtlich der Fähigkeit, die menschliche Haut zu desinfizieren, mit UV-C-Strahlung von 254 nm vergleichbar; für die Anwendung in einer medizinischen Einrichtung waren jedoch der Nachweis der Nichtkarzinogenität sowie die Bestätigung der Sicherheit für den Menschen bei direkter und wiederholter Exposition erforderlich.

Forschungsmethode

Um die Sicherheit der wiederholten Exposition von Augen und Haut gegenüber keimtötenden Lampen mit UV-C-Strahlung von 222 nm Wellenlänge zu untersuchen, bestrahlten die Forscher wiederholt Modellmäuse mit Xeroderma pigmentosum Gruppe A*2 mit einer keimtötenden 222-nm-Lampe. Dieser Typ Maus hat bekanntlich ein etwa 10.000-fach höheres Risiko, Hautkrebs zu entwickeln, als der Wildtyp. Die in der Studie verwendete 222-nm-Lampeneinheit umfasste eine Kryptonchlorid (Kr-Cl)-Excimerlampe und einen optischen Bandpassfilter, um nahezu alle Wellenlängen bis auf die dominanten 222 nm zu entfernen.

Alle Mäuse der Kontrollgruppe, die mit UV-B (Wellenlängen von 280 – 315 nm) bestrahlt wurden, erkrankten an Hautkrebs, und viele Mäuse der Kontrollgruppe wiesen zudem unerwünschte Wirkungen wie Hornhautverletzungen und Grauen Star auf. UV-B ist der Wellenlängenbereich des natürlichen Sonnenlichts, der Hautkrebs verursacht.

Andererseits erkrankte keine der mit keimtötendem 222-nm-UV-C bestrahlten Mäuse an Hautkrebs, und auch auf mikroskopischer Ebene wurden bei einer Analyse, die mit Unterstützung der Abteilung für Augenheilkunde der Universität Shimane (Professor Masaki Tanito) durchgeführt wurde, keine Anomalien festgestellt (Abb. 1).

Darüber hinaus wurde deutlich, dass der Grund, warum die 222-nm-Bestrahlung keine Schädigungen verursachte, mit dem Grad der Hautpenetration zusammenhing. Konventionelle UV-Strahlung erreicht die Basalschicht an der Unterseite der Epidermis der Haut und schädigt die DNA der Zellen, während UV-C von 222 nm Wellenlänge nur die Keratinozytenschicht an der obersten äußeren Schicht (die Schicht, die schließlich als Schorf abfällt) erreicht und die DNA der Epidermiszellen nicht schädigt.

Entwicklung von keimtötenden Lampen zur sicheren Anwendung am Menschen

Kobe University-Ushio Inc. study has found 222 nm ultraviolet germicidal irradiation to be safe for repeated human exposure
Abbildung 1

Zukünftige Entwicklungen

Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass UV-C-Strahlung von 222 nm Wellenlänge zwar eine starke keimtötende Wirkung hat, aber dennoch direkt auf die menschliche Haut gestrahlt werden kann. In Zukunft ist mit einer Vielzahl von Anwendungen zur bakteriellen und viralen Inaktivierung zu rechnen, wie beispielsweise die Händedesinfektion in medizinischen Einrichtungen und die Desinfektion in Eingangsbereichen von Schulen, Pflegeheimen, Lebensmittelfabriken, Toiletten oder Küchen.

Glossar

*1 Grauer Star

Die Linsen der Augen bestehen hauptsächlich aus Protein und Wasser. Proteine verändern sich und werden unter einer Vielzahl von Einflüssen, wie Alterung und jahrelange UV-Exposition, weiß und trübe. Infolgedessen trübt sich die gesamte Linse, was zu einer Sehbehinderung führt.

*2 Xeroderma pigmentosum

Eine Erbkrankheit, bei der durch UV-Strahlung verursachte Schädigungen der DNA nicht repariert werden können. Betroffene erkranken häufig ab dem Grundschulalter an Hautkrebs, wenn sie nicht vor UV-Strahlung geschützt werden. In Japan sind etwa 5 von 100.000 Menschen davon betroffen.

Forschungspublikationen

  • Titel: „Long-term effects of 222 nm ultraviolet radiation C sterilizing lamps on mice susceptible to ultraviolet radiation“
    DOI: 10.1111/php.13269
  • Autoren: Nozomi Yamano, Makoto Kunisada, Sachiko Kaidzu, Kazunobu Sugihara, Aiko Nishiaki-Sawada, Hiroyuki Ohashi, Ai Yoshioka, Tatsushi Igarashi, Akihiro Ohira, Masaki Tanito und Chikako Nishigori
  • Veröffentlicht in: Photochemistry and Photobiology

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Ushio Europe B.V.

Seit seiner Gründung im Jahr 1964 hat sich Ushio einen weltweiten Ruf als führender Hersteller von industriellen Speziallichtquellen erworben. Ushio-Lösungen, die das gesamte Spektrum der Wellenlängen abdecken, von extremer UV-Strahlung über sichtbares Licht bis hin zu Infrarot und SWIR, sind in einer Vielzahl von Produkten zu finden. Ushio lässt mit seinen Xenon-Projektorlampen die Kinoleinwände erstrahlen und versorgt mit seinen Excimer-Lösungen die Menschen, die es am dringendsten benötigen, mit sauberem und bezahlbarem Trinkwasser.

Ushio Europe ist der marktführende Hersteller von Beleuchtungssystemen und -komponenten auf der Basis von Xenon-Kurzbogen-, LASER-, Ultrahochdruck-UV-, Excimer-, Halogen-Metalldampf-, LED- (Spezialsensoren und Architekturbeleuchtung), Halogen-, Leuchtstoff- und Miniaturglühlampen. Diese breite Palette an Beleuchtungslösungen findet Anwendung in den Bereichen Halbleiter, Leiterplatten, Film- und Videoprojektion, Kino, Medizin, Biowissenschaften, Aushärtung, Keimtötung, Gartenbau, Landschaftsbau, Grafik, Taschenlampen, wissenschaftliche Forschung, Infrarotheizung, Systeme und Dienstleistungen sowie in zahlreichen anderen Bereichen. Ushio Europe wurde 1985 als Tochtergesellschaft von Ushio Inc. in Tokio, Japan, gegründet und bietet seinen Kunden ein umfassendes Spektrum von über 3.000 Lösungen, Produkten und Dienstleistungen an. Besuchen Sie ushio.eu

Ushio Inc. (Hauptsitz: Tokio, TSE: 6925)

Das 1964 gegründete Unternehmen Ushio Inc. produziert und vermarktet eine Vielzahl von Lichtquellen wie Lampen, Laser und LEDs, die das gesamte Spektrum von UV über sichtbares Licht bis hin zu Infrarot abdecken, sowie optische Geräte und cinematographische Produkte, die diese Lichtquellen enthalten. Viele seiner Lösungen erfreuen sich hoher Marktanteile in elektronikbasierten Bereichen wie Halbleiter, Flachbildschirme, Herstellung von elektronischen Bauteilen sowie in Bereichen der visuellen Bildgebung wie digitale Projektion und Beleuchtung. In den letzten Jahren hat Ushio Inc. sein Geschäft auf die Biowissenschaften wie Medizin und Umwelttechnik ausgedehnt. Besuchen Sie ushio.co.jp

Nehmen Sie mit Ushio Kontakt auf, um sich über die neuesten 222-nm-Lösungen und Care222®-Produkte zu informieren

Besuchen Sie https://www.ushio.eu/de/care222-kontakt/  

Weiterführende Literatur

Care222-Produktseite (hier finden Sie weitere Informationen zu den Fähigkeiten)

Ushio Europe – UV-Desinfektionslösungen

Ushio Europe – Broschüre „Lösungen mit Excimer-Strahlung“

Excimer: Die Erklärung der Technik – Eine Lernressource von Ushio Europe

Pressemitteilung: „Ergebnis einer gemeinsamen Studie der Universität Kobe mit Ushio Inc.: Wiederholte Bestrahlung mit 222 nm UV-C verursacht keinen Hautkrebs“

Ushio Inc. und National University Hospital Singapur gelingt bakterielle Desinfektion von Druckgeschwüren mit 222 nm UV-Licht (2017)

RICHTLINIE 2006/25/EG DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 5. April 2006 über Mindestvorschriften zum Schutz von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer vor der Gefährdung durch physikalische Einwirkungen (künstliche optische Strahlung) (19. Einzelrichtlinie im Sinne des Artikels 16 Absatz 1 der Richtlinie 89/391/EWG)


Source: Ushio America Inc.

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