Spezial: 3-D-Modell liefert Aufschlüsse

Biologische Grundlagen Prof. Dr. med. Jens Malte Baron, Interdisziplinäres Zentrum für Lasermedizin, Uniklinik RWTH Aachen, wird auf der DDL-Tagung die Grundlagen der Wechselwirkungen von Lasertherapie mit anderen biologischen ästhetischen Verfahren anhand von 3-D-Hautmodellen erläutern.

Da die biologischen Wirkungen von Laser- und ästhetischen Behandlungen auf die menschliche Haut noch immer nicht vollständig verstanden sind, entwickelten wir 2014 ein robustes, standardisiertes, humanes, dreidimensionales Vollhautmodell, das es uns ermöglichte, die Wirkung von verschiedenen ablativen und nicht ablativen Lasersystemen sowie von ästhetischen Behandlungen zu untersuchen und deren Wirkprofile direkt miteinander zu vergleichen. Diese Studien zeigten, dass die Unterteilung von Lasersystemen in ablative/nicht ablative und fraktionierte/ nicht fraktionierte Lasersysteme, die sich in der klinischen Praxis etabliert hat, gut mit den biologischen Wirkungen der Laser­systeme im 3-D-Hautmodell korreliert. So eignen sich zum Beispiel ablative Laser wie der fraktionierte CO2- oder Er:YAG-Laser aufgrund ihrer proinflammatorischen Wirkung und der Stimulation der Kollagenneogenese besonders für die Behandlung von atrophen Narben, wie sie bei Aknepatienten u. a. im Gesicht auftreten. Nicht ablative Laser (z. B. Er:Glas), die zu keiner direkten Abtragung der oberen Hautschichten führen, zeigten im 3-D-Hautmodell eher eine antientzündliche Wirkung und werden auch in der Klinik – z. T. in Kombination mit Farbstofflasern oder Blitzlampensystemen – zur Behandlung von hypertrophen Narben und sogar Keloiden eingesetzt. In-vitro-3-D-Hautmodelle ermöglichen ein besseres Verständnis der biologischen Effekte von Lasersystemen und anderen ästhetischen Behandlungen. Jede der untersuchten Behandlungen zeigte einen signifikanten Einfluss auf die Gen- und Proteinexpression der Hautzellen sowie ein spezifisches Muster der Genregulation in der Mikroarray-Analyse. Daher scheint die Kombination verschiedener Formen der Laser- und ästhetischen Behandlung in der klinischen Praxis sinnvoll. Ein Beispiel hierfür sind kürzlich durchgeführte Untersuchungen zur Kombination der Behandlungen mit fraktionierten, ablativen Lasern und intradermalen Hyaluronsäure­injektionen im 3-D-Hautmodell. Hierbei konnte gezeigt werden, dass die Kombination beider Verfahren additive und zum Teil synergistische Effekte insbesondere auf die Proliferation der Keratinozyten zeigt. Bei Untersuchungen, die das Vorhandensein von komplexen Strukturen der menschlichen Haut – wie Haarfollikeln oder Talgdrüsen – erfordern, können Ex-vivo-Hautmodelle eingesetzt werden, z. B. bei der Untersuchung der Kombination von topisch applizierten Gold-Mikro­partikeln mit dem langgepulsten Nd:YAG-Laser. Allerdings ist die Kulturzeit/Haltbarkeit dieser Ex-vivo-Modelle deutlich gegenüber dem In-vitro-3-D- Hautmodell begrenzt. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass In-vitro-3-D-Modelle die standardisierte Untersuchung der Wirkmechanismen von verschiedenen Lasersystemen auf die menschliche Haut ermöglichen. Diese Modellsysteme können durch die Integration weiterer Zelltypen und die Verwendung von Flusskammersystemen immer komplexere Strukturen der Haut nachbilden und helfen, zukünftige Tierversuche zu vermeiden.                                      |