PHOTOBIOMODULATION
L’essentiel :
La photobiomodulation utilise une émission lumineuse de basse intensité provenant de sources laser ou LED afin de réguler des fonctions biologiques et atteindre des effets thérapeutiques (antalgiques, anti-inflammatoires, cicatrisants)
La Stimulation tri-photonique de REGEnLIFE :
Photo/Biophotonique
La photonique désigne l’étude des photons et des rayons lumineux.
La lumière met en jeu la dualité onde-corpuscule, c’est-à-dire qu’elle peut être considérée comme une onde (sous forme de vague) ou comme des particules appelées photons.
Il existe différents types de sources :
La cohérence se définit par la cohérence spatiale (à différents points de l’espace l’onde possède les mêmes propriétés à un instant donné), et la cohérence temporelle (en un même point de l’espace l’onde possède les mêmes propriétés à deux instants différents).
La biophotonique est une nouvelle science qui couple la biologie et la photonique
Elle concerne l’utilisation de la lumière pour l’analyse d’objets biologiques mais aussi leurs modifications. De façon générale son objet est l’étude de l’interaction entre la lumière et le vivant (en passant également par le développement d’outils en microscopie optique pour l’imagerie de cellules vivantes et de tissus). C’est au cœur de cette science qu’ont émergé les principes de la photobiomodulation.
La photobiomodulation
Issue de la biophotonique, une technique thérapeutique reposant sur des mécanismes complexes et spécifiques.
La photobiomodulation désigne les réactions chimiques qui ont lieu dans les cellules exposées à de la lumière (aussi appelé biostimulation ou Low Level Laser Therapy – LLLT). C’est en s’appuyant sur les propriétés particulières de la lumière que John Harvey Kellog met en service le premier bain de lumière pour traiter ses patients en 1891. En 1903, Niels Ryberg Finsen reçoit le prix Nobel en Physiologie ou Médecine pour ses travaux sur la photothérapie et le traitement de maladies avec de la lumière concentrée. L’invention du laser en 1960 permet ensuite d’aller plus loin dans les traitements de photothérapies avec le premier traitement d’une tumeur au laser rubis en 1963.
Fonctionnement global
La photobiomodulation met en jeu l’interaction entre la lumière et les tissus biologiques dans l’objectif d’un effet thérapeutique. Tous les aspects ne sont pas encore bien maitrisés et certaines hypothèses restent à explorer. Toutefois, le mécanisme de fonctionnement global lui est bien connu.
La lumière rouge et/ou proche infrarouge (NIR) appliquée sur les tissus biologiques agit sur les mitochondries. Elle est absorbée par des chromophores qui sont des protéines membranaires appelées cytochrome c-oxydase (COX) jouant le rôle de photo accepteurs.
Les rayons absorbés vont enclencher de nombreux phénomènes dans les cellules ::
Certains de ces phénomènes causent une cascade de signaux qui aboutissent à la transcription de gènes pour favoriser la reproduction des cellules, une augmentation du flux sanguin ainsi que des effets anti-inflammatoires. Ces effets au potentiel thérapeutique peuvent ainsi aboutir à une modulation cérébrale et une neuroplasticité permettant une amélioration des fonctions cérébrales.
Maîtrise de la dosimétrie : la stimulation Tri-Photonique de Regenlife
Pour obtenir les effets désirés sur les tissus biologiques, le choix des paramètres de réglages des sources est primordial. La stimulation tri-photonique de REGEnLIFE repose entre autres sur la maîtrise fine de ces paramètres.
L’un des paramètres cruciaux est la longueur d’onde, son choix dépend du type de tissus à traiter. Pour cela une fenêtre optique a été définie dans le rouge et le proche infrarouge (NIR) entre 600 et 1200 nm. Cette fenêtre dépend des coefficients d’absorption des composants biologiques (eau, hémoglobines, mélanine) et permet une pénétration plus en profondeur. La longueur d’onde détermine la profondeur de pénétration. Mais l’efficacité dépend de la dose thérapeutique (fluence ou irradiance) et donc de la puissance de la source pour avoir des effets physiologiques et cliniques. La fluence désigne l’énergie délivrée par unité de surface, l’irradiance désigne la puissance délivrée par unité de surface. La dose appliquée suit alors la Loi d’Arndt-Schulz selon laquelle il existe une fenêtre de dose optimale. C’est-à-dire qu’appliquer une dose trop faible n’a aucun effet, appliquer une dose suffisante est bénéfique, appliquer une dose trop forte est néfaste. Les doses optimales d’effets sur les cellules ont ainsi été mesurées entre 1 et 4 J/cm².
Photobiomodulation Transcranienne
La photobiomodulation transcrânienne et son potentiel de pénétration photonique dans le cerveau représentent un enjeu important pour obtenir les effets thérapeutiques désirés.
Un certain nombre d’études ont été menées à ce sujet. Theodore A Henderson et al. ont étudié la pénétration de la lumière au travers de différents tissus humains afin de comparer la pénétration de sources à 660 nm, 808 nm et 940 nm. Ils ont démontré que la lumière à 880 nm est celle qui pénètre le plus profondément au travers du scalp, du crâne et du cerveau pour atteindre une profondeur de 40 mm environ.
L’étude conclut que 2,9 % de la lumière pénètre à 3 cm de profondeur au travers du crâne et du cerveau d’un agneau ex-vivo et 17 % pénètre 2 mm de peau humaine.
Enfin, appliquer entre 55 et 81 J/cm² à la surface de la peau permet de délivrer 0,8 à 2,4 J/cm² à 3 cm de profondeur sans endommager la peau. [1]
Anders J. J et al. ont mesuré la fluence dans le cerveau pour une section coronale à différentes profondeurs, ce qui leur a permis de conclure qu’entre 0,06 et 0,09 % de la lumière appliquée en surface pénètre à 3 cm de profondeur.[2]
Jagdeo et al [3] ont utilisé des têtes humaines (crâne et tissus) intactes pour mesurer la pénétration de la lumière à 830 nm (0,9 % pénètre la région temporale, 2,1 % pénètre la région frontale, 11,7 % la région occipitale). La lumière rouge à 633 nm pénètre difficilement les tissus.
Augmenter la puissance ne permet pas d’améliorer la pénétration mais augmente la quantité de photons qui atteignent la profondeur donnée (Toutefois, si la puissance est trop faible, on pénètre moins). Il faut trouver un bon compromis fluence-irradiance et donc temps de traitement pour avoir des effets bénéfiques [4].
Ainsi, une quantité de photons suffisante peut atteindre le cortex cérébral. En application transcrânienne, l’augmentation du flux sanguin localement et la production d’ATP permettent une réparation du système nerveux. L’information transmise conduit à la neuroplasticité qui permet d’améliorer les fonctions cérébrales. Toutefois, atteindre des zones plus en profondeur telles que la substance noire à l’origine de certaines pathologies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson n’est à l’heure actuelle pas possible par des méthodes transcrâniennes non invasives. Malgré ces limites, la photobiomodulation offre déjà d’importantes perspectives thérapeutiques en neurologie.
Des stratégies thérapeutiques systémiques comme l’application tête-abdomen, développée par REGEnLIFE pour cibler l’axe cerveau-intestin, amènent des perspectives encore plus importantes.².
