Principles and working mechanisms of water-filtered infrared-A (wIRA) in relation to wound healing

Grundlagen und Wirkprinzipien von wassergefiltertem Infrarot A (wIRA) in Bezug zur Wundheilung

The experience of the pleasant heat of the sun in moderate climatic zones arises from the filtering of the heat radiation of the sun by water vapor in the atmosphere of the earth. The filter effect of water decreases tho
The experience of the pleasant heat of the sun in moderate climatic zones arises from the filtering of the heat radiation of the sun by water vapor in the atmosphere of the earth. The filter effect of water decreases those parts of infrared radiation (most parts of infrared-B and -C and the absorption bands of water within infrared-A), which would cause – by reacting with water molecules in the skin – only an undesired thermal load to the surface of the skin. Technically water-filtered infrared-A (wIRA) is produced in special radiators, whose full spectrum of radiation of a halogen bulb is passed through a cuvette, containing water, which absorbs or decreases the described undesired wavelengths of the infrared radiation. Within infrared the remaining wIRA (within 780-1400 nm) mainly consists of radiation with good penetration properties into tissue and therefore allows – compared to unfiltered heat radiation – a multiple energy transfer into tissue without irritating the skin, similar to the sun’s heat radiation in moderate climatic zones. Typical wIRA radiators emit no ultraviolet (UV) radiation and nearly no infrared-B and -C radiation and the amount of infrared-A radiation in relation to the amount of visible light (380-780 nm) is emphasized.

Water-filtered infrared-A as a special form of heat radiation with a high tissue penetration and with a low thermal load to the skin surface acts both by thermal (related to heat energy transfer) and thermic (temperature depending, with a relevant change of temperature) as well as by non-thermal (without a relevant transfer of heat energy) and non-thermic (not depending on temperature, without a relevant change of temperature) effects. wIRA produces a therapeutically usable field of heat in the tissue and increases tissue temperature, tissue oxygen partial pressure, and tissue perfusion. These three factors are vital for a sufficient tissue supply with energy and oxygen. As wound healing and infection defense (e.g. granulocyte function including their antibacterial oxygen radical formation) depend decisively on a sufficient supply with energy and oxygen, one explanation for the good clinical effect of wIRA on wounds and wound infections can be the improvement of both the energy supply per time (increase of metabolic rate) and the oxygen supply. In addition wIRA has non-thermal and non-thermic effects, which are based on putting direct stimuli on cells and cellular structures.

wIRA can considerably alleviate the pain (with remarkably less need for analgesics) and diminish an elevated wound exudation and inflammation and can show positive immunomodulatory effects. wIRA can advance wound healing or improve an impaired wound healing both in acute and in chronic wounds including infected wounds. Even the normal wound healing process can be improved.

Keywords: water-filtered infrared-A (wIRA), infrared-A radiation, wound healing, thermal and non-thermal effects, thermic and non-thermic effects, energy supply, oxygen supply, tissue oxygen partial pressure, tissue temperature, tissue blood flow, reduction of pain, wound exudation, inflammation, immunomodulatory effects, acute wounds, chronic venous stasis ulcers of the lower legs, problem wounds, wound infections, infection defense, contact-free method, absent expenditure of material, quality of life, prospective, randomized, controlled, double-blind studies
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Die Erfahrung der angenehmen Wärme der Sonne in gemäßigten Breiten entsteht durch die Filterung der Wärmestrahlung der Sonne durch Wasserdampf in der Erdatmosphäre. Durch die Wasserfilterung werden die Strahlungsanteile 
Die Erfahrung der angenehmen Wärme der Sonne in gemäßigten Breiten entsteht durch die Filterung der Wärmestrahlung der Sonne durch Wasserdampf in der Erdatmosphäre. Durch die Wasserfilterung werden die Strahlungsanteile gemindert (sogenannte Wasserbanden innerhalb des Infrarot A sowie die meisten Teile des Infrarot B und C), die sonst durch Wechselwirkung mit Wassermolekülen in der Haut eine unerwünschte thermische Belastung der obersten Hautschicht hervorrufen würden. Technisch wird wassergefiltertes Infrarot A (wIRA) in speziellen Strahlern erzeugt, in denen die gesamte Strahlung eines Halogen-Strahlers durch eine Wasser enthaltende Küvette hindurchtritt, so dass die genannten unerwünschten Strahlungsanteile innerhalb des Infrarot gemindert oder herausgefiltert werden. Innerhalb des Infrarot stellt das verbleibende wIRA (im Bereich 780-1400 nm) vorwiegend Strahlung mit gutem Eindringvermögen in das Gewebe dar und erlaubt gegenüber ungefilterter Infrarotstrahlung einen mehrfachen Energieeintrag in das Gewebe bei geringerer thermischer Belastung der Hautoberfläche, vergleichbar der Sonnenwärmestrahlung in gemäßigten Breiten. Typische wIRA-Strahler emittieren keine Ultraviolett-Strahlung (UV) und nahezu keine Infrarot-B- und Infrarot-C-Strahlung, und der Anteil der Infrarot-A-Strahlung ist im Verhältnis zum Anteil des sichtbaren Lichts (380-780 nm) betont.

Wassergefiltertes Infrarot A als spezielle Form der Wärmestrahlung mit hohem Eindringvermögen in das Gewebe bei geringer thermischer Oberflächenbelastung wirkt sowohl über thermische (auf Wärmeenergietransfer bezogene) und temperaturabhängige (mit Temperaturänderung auftretende) als auch über nicht-thermische (ohne relevanten Wärmeenergietransfer) und temperaturunabhängige (ohne relevante Temperaturänderung auftretende) Effekte. wIRA erzeugt ein therapeutisch nutzbares Wärmefeld im Gewebe und steigert Temperatur und Sauerstoffpartialdruck im Gewebe sowie die Gewebedurchblutung, drei entscheidende Faktoren für eine ausreichende Versorgung des Gewebes mit Energie und Sauerstoff. Da Wundheilung und Infektionsabwehr (z.B. Granulozytenfunktion einschließlich ihrer antibakteriellen Sauerstoffradikalbildung) entscheidend von einer ausreichenden Versorgung mit Energie und Sauerstoff abhängen, stellt die Verbesserung sowohl der Energiebereitstellung pro Zeit (Steigerung der Stoffwechselleistung) als auch der Sauerstoffversorgung eine Erklärung für die klinisch gute Wirkung von wIRA auf Wunden und Wundinfektionen dar. Zusätzlich hat wIRA nicht-thermische und ohne relevante Temperaturänderung auftretende Effekte, die darauf beruhen, direkte Reize auf Zellen und zelluläre Strukturen zu setzen. 

wIRA vermag Schmerzen deutlich zu mindern (mit bemerkenswert niedrigerem Analgetikabedarf) und eine erhöhte Wundsekretion und Entzündung herabzusetzen sowie positive immunmodulierende Effekte zu zeigen. wIRA kann sowohl bei akuten als auch bei chronischen Wunden einschließlich infizierter Wunden die Wundheilung beschleunigen oder bei stagnierender Wundheilung verbessern. Selbst der normale Wundheilungsprozess kann verbessert werden.

wIRA ist ein kontaktfreies, verbrauchsmaterialfreies, leicht anzuwendendes, als angenehm empfundenes Verfahren mit guter Tiefenwirkung. Die Bestrahlung der typischerweise unbedeckten Wunde erfolgt mit einem wIRA-Strahler.

Schlüsselwörter: wassergefiltertes Infrarot A (wIRA), Infrarot-A-Strahlung, Wundheilung, thermische und nicht-thermische Effekte, temperaturabhängige und temperaturunabhängige Effekte, Energiebereitstellung, Sauerstoffversorgung, Sauerstoffpartialdruck im Gewebe, Gewebetemperatur, Gewebedurchblutung, Schmerzminderung, Wundsekretion, Entzündung, immunmodulierende Effekte, akute Wunden, chronische venöse Unterschenkel-Ulzera, Problemwunden, Wundinfektionen, Infektionsabwehr, kontaktfreies, verbrauchsmaterialfreies Verfahren, Lebensqualität, prospektive, randomisierte, kontrollierte, doppeltblinde Studien
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Metadaten
Author:Gerd Hoffmann
URN:urn:nbn:de:hebis:30:3-227918
URL:http://www.egms.de/en/journals/dgkh/2007-2/dgkh000087.shtml
Parent Title (German):GMS Krankenhaushygiene interdisziplinär / Deutsche Gesellschaft für Krankenhaushygiene
Publisher:gms
Place of publication:Düsseldorf
Document Type:Article
Language:English
Date of Publication (online):2007/12/28
Date of first Publication:2007/12/28
Publishing Institution:Univ.-Bibliothek Frankfurt am Main
Release Date:2012/04/05
Tag:Energiebereitstellung; Entzündung; Gewebedurchblutung; Gewebetemperatur; Infektionsabwehr; Infrarot-A-Strahlung; Lebensqualität; Problemwunden; Sauerstoffpartialdruck im Gewebe; Sauerstoffversorgung; Schmerzminderung; Wundheilung; Wundinfektionen; Wundsekretion; akute Wunden; chronische venöse Unterschenkel-Ulzera; immunmodulierende Effekte; kontaktfreies, verbrauchsmaterialfreies Verfahren; prospektive, randomisierte, kontrollierte, doppeltblinde Studien; temperaturabhängige und temperaturunabhängige Effekte; thermische und nicht-thermische Effekte; wassergefiltertes Infrarot A (wIRA)
absent expenditure of material; acute wounds; chronic venous stasis ulcers of the lower legs; contact-free method; energy supply; immunomodulatory effects; infection defense; inflammation; infrared-A radiation; oxygen supply; problem wounds; prospective, randomized, controlled, double-blind studies; quality of life; reduction of pain; thermal and non-thermal effects; thermic and non-thermic effects; tissue blood flow; tissue oxygen partial pressure; tissue temperature; water-filtered infrared-A (wIRA); wound exudation; wound healing; wound infections
Volume:2
Issue:2:Doc54
Pagenumber:15
HeBIS PPN:300294298
Institutes:Sportwissenschaften
Dewey Decimal Classification:610 Medizin und Gesundheit
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License LogoCreative Commons - Namensnennung-Nicht kommerziell-Keine Bearbeitung 3.0

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