gms | German Medical Science

Einleitung: Die ein- oder beidseitige Parese des N. laryngeus recurrens ist eine häufige und schwerwiegende Komplikation nach Halsoperationen, malignen Prozessen oder neurologischen Erkrankungen. Aufgrund technischer Limitationen hat der elektrische Larynxschrittmacher noch keine dauerhafte Anwendung in der klinischen Routine gefunden, die durch optogentische Stimulation überwunden werden könnten.

Methode: Die optogenetische Stimulation von Skelettmuskeln wurde ex vivo an transgenen Mäusen durchgeführt, die Channelrhodopsin2 exprimieren. Ein 400 µm Lichtwellenleiter wurde neben den Mm. cricoarytaenoidei posteriores und Mm. cricoarytaenoidei superiores der explantierten Laryngen platziert und diese 4 s lang mit blauem Licht (470 nm,1,4 mW/mm²) mit verschieden Frequenzen und Pulsdauern beleuchtet. Die Öffnungsfläche zwischen den Stimmlippen wurde videomikroskopisch bestimmt.

Ergebnisse: Die Beleuchtung der Posterikusregion induzierte eine Öffnung der Stimmlippen. Lichtimpulse von 10ms Dauer mit einer Frequenz von 40 Hz riefen die maximale Glottisöffnung von 291±55 mm² (n=4) hervor, eine Vergrößerung von 376±137% (n=4). Die effektivste Stimulation mit dem besten duty cycle von 8% (Zeit Beleuchtung/ gesamte Stimulationszeit) konnte bei 2ms langen Lichtimpulsen mit einer Frequenz von 40 Hz nachgewiesen werden. Die Beleuchtung der kranial liegenden Mm. cricoarytaenoidei superiores resultierte in einer Schließung der Stimmlippen.

Schlussfolgerung: Die Zellspezifität und hohe räumliche Auflösung der optogenetischen Stimulation bieten klare Vorteile gegenüber der elektrischen Stimulation. Die optogenetische Stimulation stellt einen vielversprechenden neuen Ansatz zur Behandlung von Larynxparesen im speziellen und generell zur Wiederherstellung der Funktionen von paralytischen Muskeln dar.

Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.