Wirkung von Fern-UV-C-Strahlung auf sensitive menschliche Haut: Induktion von DNA-Schäden

Mit der SARS-CoV-2-Pandemie rückte die Anwendung von UV-C-Strahlung zur Desinfektion insbesondere von Raumluft in den Fokus. Während die gängigen UV-C-Desinfektionsquellen Wellenlängen um 254 nm einsetzen und in der Regel so verbaut sind, dass die Exposition von Menschen weitgehend vermieden wird, werden zunehmend UV-C-Desinfektionsgeräte als sicher beworben, die mit kurzwelligem UV-C, meist mit Wellenlängen um 222 nm, arbeiten (Fern UV-C). Es wird davon ausgegangen, dass diese Wellenlängen fast vollständig in der Hornschicht der Haut beziehungsweise den unmittelbar darunterliegenden Zellschichten absorbiert werden. Tierexperimentelle Studien und Untersuchungen an 3D-Hautmodellen stützen diese Annahme. Deshalb soll es auch sicher sein, wenn Fern-UV-C-Quellen die Strahlung offen in den Raum abgeben, während sich dort Personen aufhalten. Allerdings wäre in diesem Fall die gesamte Bevölkerung inklusive vulnerabler Gruppen betroffen.

Zielsetzung

Die Studie dient der besseren Einschätzung des Hautkrebsrisikos durch kurzwellige UV-C-Strahlung und damit dem Schutz der Bevölkerung vor gesundheitsschädigenden Wirkungen optischer Strahlung. Insbesondere die Schädigung von Stammzellen der Haut ist für das Langzeitrisiko Hautkrebs eine zentrale Größe. Auf Basis der Ergebnisse der Untersuchung und des verfügbaren wissenschaftlichen Gesamtbildes soll das Hautkrebsrisiko insbesondere für vulnerable Gruppen beurteilt werden.

Methodik

In der vorliegenden Studie wird die Wirkung von Fern-UV-C-Strahlung um 222 nm – verglichen mit UV-C-Strahlung um 254 nm – in menschlicher Spenderhaut untersucht. Die Spenderhaut wird im Sinne eines „worst case Szenarios“ so gewählt, dass Rückschlüsse auf empfindliche Personengruppen mit geschädigter oder alters- oder krankheitsbedingt geschwächter Haut möglich sind. Als Endpunkt wird die Induktion von für UV-Strahlung typischen DNA-Schäden (Cyclobutan-Pyrimidin-Dimere, CPD) betrachtet, die immunhistologisch in den verschiedenen Schichten der Epidermis nachgewiesen werden. Besonderes Augenmerk liegt auf der Lokalisation von Schäden in der Basalschicht.

Durchführung

Zunächst wird der relevante Stand von Wissenschaft und Technik aufgearbeitet und die einschlägige Literatur beurteilt. Zudem erfolgen die erforderlichen Vorarbeiten für die Beschaffung geeigneter Hautproben sowie die Beschaffung und die Vermessung der Strahlungsquellen (Arbeitspaket 1).

In Arbeitspaket 2 werden Spenderhäute charakterisiert und insgesamt 20 geeignete Häute ausgewählt. Neben der Negativkontrolle werden mit den beiden UV-C-Quellen jeweils vier Dosen (30 J/m², 300 J/m², 1000 J/m² und 2000 J/m²) untersucht. In den bestrahlten und präparierten Hautproben erfolgen der immunhistologische Nachweis der induzierten Schäden (CPD) sowie die zellschichtspezifische Quantifizierung der Schäden.

Arbeitspaket 3 umfasst die Auswertung der Ergebnisse, ihre Bewertung im Hinblick auf das Hautkrebsrisiko für vulnerable Gruppen, den Abschlussbericht sowie die Vorstellung der Projektergebnisse.