Die vielleicht schwerwiegendste Nebenwirkung der Strahlentherapie ist die Osteoradionekrose (ORN), das Absterben der Knochen. Dieser Zustand tritt bei drei bis zehn Prozent der Patienten auf. Die Osteoradionekrose entwickelt sich, wenn die Bestrahlung die Fähigkeit des Knochens beeinträchtigt, Traumata zu widerstehen und Infektionen zu vermeiden, und kann durch schlechte Ernährung und Hygiene begünstigt werden. Dieser Prozess kann spontan oder als Folge eines Traumas auftreten und zu nicht heilenden Weichteil- und Knochenläsionen führen, gefolgt von Knochennekrosen. Der nicht heilende Knochen kann sich sekundär infizieren. Bei allen Patienten, die sich einer Chemo-Strahlentherapie unterziehen müssen, sollten vor der Behandlung nicht mehr zu rettende Zähne entfernt, die parodontale Gesundheit maximiert und eine Fluoridtherapie eingeleitet werden. Die Osteoradionekrose ist eine äußerst schwerwiegende Komplikation für Patienten, die nach einer Strahlentherapie eine Zahnextraktion benötigen, und das Risiko scheint sich mit der Zeit nicht zu verringern (der Patient sollte für den Rest seines Lebens niemals zulassen, dass ein Zahnarzt nach einer Strahlentherapie einen Zahn zieht, ohne einen Strahlenonkologen zu konsultieren). Die Heilungsfähigkeit des Knochengewebes wird durch eine Hypovaskularisation beeinträchtigt.
Die Strahlung zerstört im Wesentlichen einige der sehr kleinen Blutgefäße im Knochen. Diese Blutgefäße transportieren sowohl Nährstoffe als auch Sauerstoff zum lebenden Knochen. Eine Verringerung dieser Gefäße führt zu einer Verringerung der Fähigkeit des Knochens, sich selbst zu heilen.
Alle Patienten, die eine Zahnextraktion in einem zuvor bestrahlten Bereich benötigen, sollten als Risikopatienten für die Entwicklung einer Osteoradionekrose angesehen werden. Die traumatische Fraktur eines Oberkieferknochens oder des Unterkiefers nach einem Unfall kann ebenfalls schwerwiegende Folgen haben. Wenn ein solches Problem durch eine ORN kompliziert wird, kann es zu einer massiven Zerstörung der Kieferknochen führen. Die Behandlung von ORN kann hyperbare Sauerstoffbehandlungen einschließen, bei denen der Knochen in einer Druckkammer mit Sauerstoff gesättigt wird, ähnlich wie bei der Behandlung von Tauchern gegen Taucherkrankheit. Wenn man den Schweregrad dieser ORN-Komplikationen nach der Behandlung bedenkt, werden aggressive zahnärztliche Behandlungen wie Extraktionen vor einer Strahlentherapie verständlich.
Hyperbarer Sauerstoff und Osteoradionekrose
Die hyperbare Sauerstofftherapie (HBO) wurde erstmals in den 1960er Jahren als Behandlung für Krebs und andere Erkrankungen vorgeschlagen. Damals wurden in Forschungsstudien keine reproduzierbaren Ergebnisse erzielt, was zu großer Skepsis beim medizinischen Personal führte. Diese Skepsis erstreckte sich auch auf die Anwendung der HBO bei der Behandlung von klinischen Erkrankungen, bei denen sie sich zuvor als hilfreich erwiesen hatte. Erst in den 1970er Jahren erkannten die Chirurgen der Kopf- und Halsregion den Wert des hyperbaren Sauerstoffs bei der Behandlung von Schäden im Ober- und Unterkiefer, die bei Strahlenbehandlungen auftreten. Die Forschung zu dieser Therapie hat seitdem gezeigt, dass die HBO wirksam ist, wenn sie zusätzlich zu den konventionellen Therapien zur Vorbeugung und Behandlung der Osteoradionekrose eingesetzt wird. Es gibt auch Hinweise darauf, dass die HBO als Therapie bei strahlenbedingten Weichteilverletzungen sowie zur Wiederherstellung von durch Chemotherapie und Bestrahlung geschädigten Geweben und Zellen hilfreich sein kann. Auf dem Gebiet der Behandlung der Osteoradionekrose hat die hyperbare Sauerstofftherapie einige ihrer größten Erfolge erzielt.
Wenn sich eine Osteoradionekrose entwickelt, führt die Zerstörung des Gewebes zum Abbau des darüber liegenden Gewebes und zur symptomatischen Zerstörung des Knochens. Während dieses Prozesses kann das Ansprechen auf Antibiotika schlecht sein. In vielen Fällen kann die Situation durch den Einsatz der HBO-Therapie verbessert werden. Hyperbarer Sauerstoff hat sich als wirksamer erwiesen als Penicillin. Patienten, die mit Penicillin behandelt werden, weisen in der Regel eine deutlich höhere Nekroserate auf als Patienten, die mit hyperbarem Sauerstoff behandelt werden, wobei nur fünf bis dreißig Prozent der Patienten mit einer Remission der ORN durch konservative Therapie rechnen können. Die HBO-Therapie ist vor allem für Hochrisikopatienten von Vorteil, z. B. für bestrahlte Patienten, die eine Zahnextraktion benötigen. Durch die hyperbare Behandlung gelangt mehr Sauerstoff in die geschädigten Bereiche und verhindert, dass das Gewebe aufgrund von Blut- und Sauerstoffmangel abstirbt. Die Therapie ist schmerzfrei und kann eine Vielzahl von Wirkungen entfalten, darunter eine erhöhte Sauerstoffzufuhr zum verletzten Gewebe, eine verstärkte Bildung von Blutgefäßen, eine fortgeschrittene Wundheilung, eine verbesserte Infektionskontrolle, die Erhaltung von geschädigtem Gewebe, die Eliminierung toxischer Substanzen und eine Verringerung der Auswirkungen toxischer Substanzen. Die hyperbare Sauerstofftherapie scheint bei der Rettung von durch Strahlentherapie geschädigtem Gewebe zu helfen, indem sie die Angioneogenese in noch einigermaßen lebensfähigem Gewebe anregt. Bei rekonstruktiven Eingriffen mit bestrahltem Gewebe kann die HBO-Behandlung vor der Operation dazu beitragen, eine gut durchblutete Wunde zu fördern, was die Heilung und den rekonstruktiven Prozess verbessert.
Die HBO-Therapie wirkt sowohl durch mechanische (Druck) als auch durch physiologische (Sauerstoff) Komponenten. Berichte über die frühe Verabreichung von hyperbarem Sauerstoff allein, ohne entsprechendes aggressives chirurgisches Débridement, waren enttäuschend und zeigten nur eine Ansprechrate von acht Prozent. Die HBO wurde daher als Ergänzung zur konservativen Therapie eingesetzt und zeigte in dieser neuen, unterstützenden Rolle ausgezeichnete Ansprechraten. In einem von Marx entwickelten Protokoll erhielten 58 Patienten eine HBO-Behandlung, gefolgt von einem Debridement. Bei allen 58 untersuchten Patienten kam es zu einer Besserung der Symptome mit guten Ergebnissen bei der langfristigen Nachbeobachtung, und andere haben diese Ergebnisse inzwischen bestätigt. Das medizinische Personal war in der Lage, die zwei- bis dreifache Menge an Sauerstoff zu verabreichen, die durch das Atmen von 100 % Sauerstoff bereitgestellt werden kann, im Gegensatz zu den 21 %, die wir normalerweise einatmen. Diese Hochdruck-Sauerstoffdosis bietet erhebliche therapeutische Vorteile. Unter diesen Umständen wird die Reparatur von Gewebe, das durch hohe Dosen ionisierender Strahlung geschädigt wurde, erleichtert.
Einplatz- und Mehrplatzkammern
Die hyperbare Sauerstofftherapie kann in Kammern für eine Person oder in Kammern, die mehr als ein Dutzend Personen gleichzeitig aufnehmen können, durchgeführt werden. Bei der Therapie in einer Einzelplatzkammer wird ein einzelner Patient in eine unter Druck stehende, durchsichtige Acrylkammer gesetzt, die etwa einen Meter lang ist, während reiner Sauerstoff in die Kammer gepresst wird. In der Kammer herrscht eine angenehme Atmosphäre, die der in einem Flugzeug ähnelt. Der Patient liegt auf einem gepolsterten Tisch, der in die Röhre geschoben wird, und wird gebeten, sich zu entspannen und normal zu atmen, während die Kammer allmählich mit reinem Sauerstoff unter Druck gesetzt wird. Der Druck in der Kammer steigt in der Regel auf das Zweieinhalbfache des normalen Atmosphärendrucks. Es kann zu Ohrgeräuschen oder leichtem Unbehagen kommen, das aber im Allgemeinen nachlässt, wenn der Druck gesenkt wird. Die Sitzung kann zwischen dreißig Minuten und zwei Stunden dauern, nach deren Ende die Techniker den Druck in der Kammer langsam ablassen.
Einplatzkammern kosten weniger als Mehrplatzkammern und sind relativ leicht zu transportieren. Einplatzkammern sind auch weitaus preiswerter als ihre größeren Gegenstücke, eine Tatsache, die es Krankenhäusern ermöglicht hat, HBO-Programme kostengünstiger einzuführen. Die innere Umgebung einer Einplatzkammer wird auf 100 % Sauerstoff gehalten, so dass der Patient keine Maske tragen muss.
Mehrplatzkammern sind große Tanks, in denen zwischen zwei und vierzehn Personen Platz finden. Diese Kammern sind in der Regel für einen Druck von bis zu 6 Atmosphären ausgelegt und verfügen über ein Schleusensystem, das es dem medizinischen Personal ermöglicht, die Kammer zu passieren, ohne den Druck in der inneren Kammer zu verändern. Mit diesem System können die Patienten direkt vom Personal in der Kammer betreut werden. Die Kammer ist mit Druckluft gefüllt, und die Patienten atmen 100 % Sauerstoff über eine Gesichtsmaske, eine Kopfhaube oder einen Endotrachealtubus ein.
Aufgrund der hohen Sauerstoffkonzentration sowohl in Ein- als auch in Mehrplatzkammern ist die Verwendung bestimmter elektronischer Geräte wegen der Brandgefahr eingeschränkt, aber einige Monitore und Beatmungsgeräte mit Festkörperschaltkreisen können in der Kammer verwendet werden, was die Intensivpflege von schwerkranken Patienten ermöglicht.
Komplikationen
Die hyperbare Sauerstofftherapie ist eine relativ sichere Behandlung. Wenn der Druck in der Kammer unter dem Dreifachen des normalen Atmosphärendrucks gehalten wird und die Sitzungen nicht länger als zwei Stunden dauern, können Komplikationen minimiert werden. Am Ende einer HBO-Sitzung fühlen sich die Patienten oft benommen und müde, aber es können auch ernstere Probleme auftreten. Zu den leichteren Problemen im Zusammenhang mit der HBO-Therapie gehören Klaustrophobie (in Einplatzkammern), Müdigkeit und Kopfschmerzen. Zu den schwerwiegenderen Komplikationen gehören Myopie (Kurzsichtigkeit), die wochen- oder monatelang anhalten kann, Nasennebenhöhlenschäden, Risse im Mittelohr und Lungenschäden. Sauerstofftoxizität, eine schwere Komplikation, kann zu Krämpfen, Flüssigkeit in der Lunge und sogar zu Atemstillstand führen. Diese schwerwiegenderen Komplikationen sind eine Folge der Toxizität für das zentrale Nervensystem (ZNS). Unter den gängigen Protokollen ist dies zwar ungewöhnlich, aber wenn zwei bis drei Stunden lang reiner Sauerstoff bei drei Atmosphären verwendet würde, käme es bei einer großen Zahl von Patienten zu einer ZNS-Toxizität. Lungentoxizität ist ebenfalls ungewöhnlich, wenn sich die Pneumozyten von den toxischen Wirkungen des Sauerstoffs erholen können.
Das häufigste Problem bei der Behandlung mit hyperbarem Sauerstoff ist der fehlende Druckausgleich auf beiden Seiten des Trommelfells, wodurch die empfindlichen Gefäße des Trommelfells gequetscht werden, was zu Schmerzen und Blutungen im Mittelohr führt. Wenn der Druckausgleich dringend erforderlich ist, können Druckausgleichsröhrchen (Myringotomien) eingesetzt werden. Bei Patienten mit verstopften Nasennebenhöhlen, Asthma oder einer obstruktiven Atemwegserkrankung können sich Schleimpfropfen bilden, die zu starken Schmerzen führen. Um dem entgegenzuwirken, werden Patienten mit Infektionen der oberen Atemwege oder verstopften Schleimhäuten in der Regel vor der Behandlung prophylaktisch nasale oder systemische abschwellende Mittel verabreicht. In den Alveolen der Lunge kann es zu einem Riss kommen, der zu einem Spannungspneumothorax oder in schweren Fällen zu einer Luftembolie führt. Diese Komplikation kann durch sorgfältige Auswahl der Patienten vermieden werden, die HBO-Therapie ist nicht für alle Menschen geeignet. Schwangere Frauen sollten nicht mit hyperbarem Sauerstoff behandelt werden. Hyperbare Kammern können auch eine Brandgefahr darstellen; Brände oder Explosionen in hyperbaren Kammern haben weltweit etwa 80 Todesfälle verursacht. Die Vorteile der hyperbaren Sauerstofftherapie sind groß, und trotz der möglichen Komplikationen überwiegt ihr Wert in vielen Fällen bei weitem die mit der Behandlung verbundenen Risiken.