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Cours de PHOTOMEDECINE

Henri-Pierre Lassalle [email protected]

Centre Alexis Vautrin

PLAN A/ Introduction 1/ Def 2/ La lumière 3/ Les sources de lumière 4/ La photothérapie 5/ La photochimiothérapie 6/ La photochimiothérapie dynamique B/ La Photothérapie 1/ Thérapie Photothermique 2/ Production de vitamine D 3/ Traitement de l’hyperbilirubinémie chez le nourrisson C/ La Photochimiothérapie 1/ PUVA Thérapie 2/ Photopherèse D/ La Photochimiothérapie Dynamique 1/ Thérapie Photodynamique 2/ Le Photodiagnostique

Cours Photomédecine

Introduction: Définition

On parle de la lumière

photomédecine

intervient lorsque dans le

traitement

, le

prévention diagnostique

ou la d’une pathologie humaine.

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Introduction: La Lumière

La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 0,38 à 0,78 microns (380 nm à 780 nm ; le symbole nm désigne le nanomètre).

0.01nm

1nm 100nm 380 nm

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1mm 1cm 1m 1km 780 nm

Introduction: La Lumière

De manière générale, une onde est caractérisée par sa longueur d'onde et sa phase. La longueur d'onde correspond à la couleur de la lumière. Ainsi, une lumière constituée d'ondes de la même longueur d'onde, est dite

monochromatique

. Si en plus toutes les ondes ont la même phase, alors la lumière est cohérente : c'est ce qui se passe dans un laser.

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Cours Photomédecine

Introduction:

Les sources de lumière

ight

mplification by

timulated

mission of

adiation 1960 – Le physicien américain Théodore Maiman obtient pour la première fois une émission laser au moyen d'un cristal de rubis

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Introduction:

Les sources de lumière

5 4 3

Principe de fonctionnement du laser: 1) milieu excitable 2) énergie de pompage 3) miroir totalement réfléchissant 4) miroir semi réfléchissant 5) faisceau laser

2 1 Cours Photomédecine

Introduction:

Les sources de lumière Différents types de laser: six familles, en fonction de la nature du milieu À Solides (rubis, Nd-Yag ) À colorants (rhodamine 6G) À gaz (CO 2 , He-Ne) À semi-conducteurs À électrons libres Fibrés (milieu actif est une fibre optique) excité Différentes longueurs d’ondes d’émission, puissance Avantages cohérent : monochromatique, unidirectionnel, faisceau de lumière Inconvénients : prix

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Introduction:

Les sources de lumière

Diodes électroluminescentes

Une DEL

incohérent

produit un rayonnement

monochromatique

à partir d'une transformation d'énergie.

C'est lors de la recombinaison d'un d’électron (absence d'un électron et d'un trou électron dans une bande de valence) dans un semi-conducteur qu'il y a émission d'un photon Elle a un spectre d'émission continu.

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Introduction:

Les sources de lumière Beaucoup de "couleurs" disponible Avantages : peu cher, puissance convenable, largeur du spectre assez fin, petite taille, Ne chauffe quasiment pas.

Inconvénients : ?

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Introduction:

Les sources de lumière

Lampe à incandescence Les lampes halogènes Lampe à vapeur de mercure 14 Spectre de lumière spécifique au gaz et à la composition de l’ampoule

Avantages : possibilité d’adapter des filtres passe bande Inconvénients : spectre de lumière très large et faible puissance

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Introduction:

Les sources de lumière Comparaison Laser - Source "classique"

15 Cours Photomédecine

Introduction:

Les sources de lumière Comparaison Laser - Source "classique"

16 Cours Photomédecine

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La photothérapie

La lumière à un effet thérapeutique elle est directement absorbé par

un ou plusieurs composés endogène

au tissu irradié.

Ex : Thérapie Photothermique Synthèse de vitamine D - Traitement de l’hyperbilirubinémie

Photo

:[  ], [  -]

Thérapie

:[  ί  ] : lumière : traitement Traitement = Lumière

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La photochimiothérapie

La lumière à un effet thérapeutique elle est directement absorbé par

un ou composés exogène au tissu irradié

plusieurs

Ex : - PUVA thérapie - Photopherese Traitement = Lumière + molécule chimique

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La photochimiothérapie dynamique

La lumière à un effet thérapeutique elle est directement réaction avec absorbé

l’oxygène

par

présent

ou plusieurs composés exogène au tissu irradié

L’effet thérapeutique engendre par la lumière est du à une

dans les tissus

Ex : Thérapie photodynamique (PDT) - Diagnostic photodynamique (PDD) Traitement = Lumière + molécule chimique + oxygène

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Photothérapie:

Thérapie Photothermique Interaction Lumière-Tissus : Interaction photochimique induite par la lumière : réactions chimiques Interaction photothermique lumineuse en chaleur : conversion de l’energie Interaction photomécanique du tissu par des pulses : Échauffement rapide d’énergie court et intense provoquant la destruction du tissu.

Photoablation : destruction de tissus Photoacoustique les calculs biliaire, : ondes de choc rénaux.

détruisant

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Introduction:

Les sources de lumière

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Introduction:

Les sources de lumière Absorption de tissu lumière par une molécule/pigment du Scattering arrière Faisceau laser Absorption Scattering avant Transmission Réflexion directe

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Photothérapie:

Thérapie Photothermique

Photothermal therapy (PTT)

Absorption Chaleur Cours Photomédecine

Photothérapie:

Thérapie Photothermique Le laser émet une lumière dont la caractéristique particulière (longueur d’onde) est choisie en fonction de la zone que le dermatologue désire traiter. Ainsi, il existe plusieurs types de lasers en fonction du problème que l’on désire traiter.

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Photothérapie:

Thérapie Photothermique

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Photothérapie:

Thérapie Photothermique LASIK: Laser Assisted in Situ Keratomileusis Correction de la myopie par LASER LASER Excimer

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Photothérapie:

Thérapie Photothermique

Traitement au laser des taches de vin, hémangiome et les marques de naissances

Taches de vin

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Hémangiome

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Vitamine D

Définition La vitamine D ou calciférol ou vitamine antirachitique est une vitamine liposoluble c'est à dire soluble dans les graisses. Sa particularité tient du fait que sa source principale est celle réalisée par l'organisme lui même. Il existe plusieurs variantes de la vitamine D la vitamine D2 ou ergocalciférol qui est d'origine végétale. On la trouve dans la plupart des aliments. - la vitamine D3 ou cholécalciférol qui est synthétisée au niveau de la peau par l'action des ultraviolets sur le cholestérol . La vitamine D3 est également présente dans les aliments d'origine animale comme les huiles de poissons. Sources L'essentiel de la vitamine D est

synthétisé par la peau

l'exposition au soleil Le reste de la vitamine D est apporté par

l'alimentation

sous l'effet de

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Vitamine D

Fonctions La vitamine D a un rôle primordial dans le

métabolisme phosphocalcique

: - elle facilite l'

absorption intestinale

du calcium et du phosphore elle aide à la

fixation du calcium

sur les os c'est à dire à leur croissance, à leur renouvellement mais aussi à son

excrétion rénale

. elle agit comme une hormone hypercalcémiante et va entrer

en rapport avec les autres hormones

du métabolisme phosphocalcique. Carence en vitamine D - Chez l'adulte:

ostéomalacie

(ostéopathie déminéralisante avec ostéoïdose par hypophosphocalcie) - Chez l'enfant et l'adolescent, le

rachitisme

liée à un défaut de minéralisation osseuse (ostéochondrodystrophie Autres conséquences d'une carence en vitamine D : cancer,

ostéoporose

augmentation des infections

...

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Vitamine D

Production, métabolisme et fonctions biologique de la vitamine D 3

Homéostasie du calcium, Muscle, Os Immunomodulation (prévention des maladies auto immunes) Régulation de la croissance cellulaire (donc prévention du cancer)

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Vitamine D

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Traitement de l’hyperbilirubinémie chez le nourrisson

Hyperbilirubinémie = L'ictère physiologique du nouveau-né =Jaunisse - 50% des nouveau nés

Origine:

Immaturité du foie à la naissance: le nouveau-né possède un très grand nombre de globules rouges contenant de l'hémoglobine F (fœtale), globules qui doivent être remplacés par des globules chargés d'hémoglobine A (adulte). Cela provoque une hémolyse (destruction de globules rouges) importante en très peu de temps! Le foie n'a parfois pas encore bien développé son équipement enzymatique pour transformer toute la bilirubine libre, qui va alors s'accumuler et provoquer un ictère.

Hème de l’hémoglobine Biliverdine Bilirubine

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Traitement de l’hyperbilirubinémie chez le nourrisson

Photoisomérisation de la bilirubine Lumière bleue Hydrophobicité = excrétion biliaire possible

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Couveuse de photothérapie

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PUVA Thérapie

PUVA : Psoralène + UVA Traitement par PUVA thérapie du psoriasis, du vitiligo Psoriasis Vitiligo

Maladie de la peau d'origine mal connue, en partie génétique L'épiderme se renouvelle trop rapidement, en seulement quatre à six jours, au lieu des trois semaines habituelles ce qui génère des inflammations localisées

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Destruction des mélanocytes provoque la dépigmentation de la peau

PUVA Thérapie

8-MOP et bases pyrimidiques sans UVA 8 MOP et bases pyrimidiques avec un 2ème photon d’UVA :liaison de 2 Thymines par le psoralène.

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8-MOP et bases pyrimidiques avec 1 photon d’UVA: production d’une 1ere liaison.

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Photopherèse

PUVA thérapie extra-corporelle Traitement de lymphome cutané et de certaines maladies auto-immunes

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Thérapie Photodynamique (PDT)

La Thérapie Photodynamique est basée sur 3 éléments clés Photosensibilisant Lumière Oxygène

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Thérapie Photodynamique (PDT)

sain tumeur

ADMINISTRATION DU PHOTOSENSIBILISANT ERADICATION DE LA TUMEUR Photosensibilisant directe inactivation des cellules tumorales indirecte destruction des vaisseaux de la tumeur activation des effecteurs immunologiques

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IRRADIATION ACTION PHOTODYNAMIQUE

Introduction:

Les sources de lumière

Photodynamic therapy (PDT)

Absorption Fluor escence Phosphor escence Energy transfer 1270 nm 0.98 eV Cours Photomédecine

Thérapie Photodynamique (PDT)

Mécanismes des réaction photodynamiques

1 O 2

Type II

O 2 P



Type I

P * R S .

+ + P .

/ S .

+ P .

+ S Substrat oxydé O 2 Mort de la cellule cancereuse S : Substrat cellulaire P 1 O 2 : Photosensibilisant : Oxygène singulet Cours Photomédecine

Thérapie Photodynamique (PDT)

Thérapie très sélective car: sélectivité du photosensibilisant pour les cellules cancéreuses sélectivité de la lumière (irradiation de la zone tumorale)

48 Cours Photomédecine

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Le Photodiagnostique

Ex : Photodiagnostique de cancer de vessie Administration de Hexvix Accumulation sélective du photosensibilisant

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Le Photodiagnostique

Sensibilité Spécificité

95% 94%

= Bon moyen de diagnostique 51

On peut définir :

Sensibilité

, probabilité d’avoir un test positif quand on est malade

Spécificité

, probabilité d’avoir un test négatif quand on n’est pas malade

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Cours de PHOTOMEDECINE

Introduction: Définition

On parle de la lumière

photomédecine

intervient lorsque dans le

traitement

, le

prévention diagnostique

ou la d’une pathologie humaine.

Introduction: La Lumière

Introduction: La Lumière

Introduction:

Introduction:

Introduction:

Introduction:

Introduction:

Introduction:

Introduction:

Introduction:

La photothérapie

La photochimiothérapie

La photochimiothérapie dynamique

Photothérapie:

Introduction:

Introduction:

Photothérapie:

Photothérapie:

Photothérapie:

Photothérapie:

Photothérapie:

Vitamine D

Vitamine D

Vitamine D

Vitamine D

Traitement de l’hyperbilirubinémie chez le nourrisson

Traitement de l’hyperbilirubinémie chez le nourrisson

PUVA Thérapie

PUVA Thérapie

Photopherèse

Thérapie Photodynamique (PDT)

Thérapie Photodynamique (PDT)

Introduction:

Thérapie Photodynamique (PDT)

Thérapie Photodynamique (PDT)

Le Photodiagnostique

Le Photodiagnostique

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